Способ и устройство направления летательного аппарата

Группа изобретений относится к способу направления летательного аппарата в зоне руления аэродрома и устройству обработки данных системы направления. Для направления летательного аппарата определяют возможные будущие траектории руления поблизости от него, получают команду, относящуюся к траектории следования, направляют летательный аппарат по траектории, соответствующей указанной команде. Устройство обработки данных содержит модуль определения будущих траекторий, модуль приема команды, модуль выбора траектории в соответствии с командой, модуль направления летательного аппарата вдоль выбранной траектории следования. Обеспечивается точное направление летательного аппарата, позволяя при этом в любой момент и без задержки учитывать новые указания по рулению. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Общая область техники

Изобретение относится к области направления летательного аппарата.

В частности, его объектом является способ направления летательного аппарата во время фаз руления на земле.

Уровень техники

Во время фаз руления на земле летательный аппарат необходимо направлять на аэродроме в зависимости от указаний диспетчерского пункта, например, таким образом, чтобы достичь взлетной полосы или технического ангара. Чтобы фазы руления не представляли никакой опасности, необходимо избегать любого риска схода с полосы или столкновения с другим летательным аппаратом или с другим препятствием, которое может оказаться на полосах.

Когда такое направление осуществляет вручную пилот летательного аппарата, ему может быть трудно одновременно обеспечивать направление летательного аппарата к месту назначения в зависимости от указаний диспетчерского пункта и от картографии аэродрома, контролировать положение других летательных аппаратов и подвижных средств на полосах, чтобы избежать любого риска столкновения, и позиционировать летательный аппарат относительно полосы, чтобы избежать любого схода с полосы или любого неверного маневра вблизи посадочного терминала (“gating”). Трудность усугубляется еще и тем, что, как правило, пилот располагает ограниченными возможностями визуального контроля позиционирования летательного аппарата, в частности, во время поворотов или во время фаз “gating”.

Это тем более относится, в частности, к случаю дистанционного управления телеуправляемыми беспилотными средствами. Действительно, пилот такого беспилотного аппарата может наблюдать окружающую среду аппарата при помощи камер, имеющих ограниченное поле обзора. Кроме того, качество и разрешение передаваемых изображений могут быть ограниченными и они не могут быть совместимыми с требованиями для передачи средствами беспроводной связи в режиме онлайн. Кроме того, пилот беспилотного аппарата не ощущает ускорения своего летательного аппарата в отличие от пилота, находящегося в кабине самолета.

Кроме того, расстояние между беспилотным аппаратом и его пилотом обуславливает существенную задержку при обмене данными. Такая задержка значительно увеличивает время реакции пилота и может помешать ему точно следовать необходимой траектории.

Некоторые системы позволяют освободить пилота от задачи направления летательного аппарата и осуществлять автономное направление летательного аппарата в зависимости от указаний диспетчерского пункта и от абсолютного позиционирования летательного аппарата относительно картографии аэродрома. Такие системы требуют исключительно точных картографии и системы абсолютного позиционирования, чтобы можно было управлять летательным аппаратом с необходимой точностью на полосах аэродрома. Эти системы вычисляют маршрут следования для летательного аппарата в зависимости от картографии аэродрома, от положения летательного аппарата и от указаний наземного контроля.

Однако эти системы не способны моментально адаптировать траекторию следования летательного аппарата в случае изменения указания наземного контроля. Действительно, диспетчер может изменить переданные команды руления, например, чтобы избежать столкновения с другим летательным аппаратом или чтобы направить летательный аппарат в новый пункт парковки. Система управления летательным аппаратом должна обеспечивать немедленное исполнение новых указаний наземного контроля. Однако в этом случае для автономных систем управления требуется вычисление нового маршрута для летательного аппарата и соответствующего времени для учета этих новых указаний.

Таким образом, существует потребность в способе направления, облегчающем задачу пилота во время фаз руления и обеспечивающем точное направление летательного аппарата, позволяя при этом в любой момент и без задержки учитывать новые указания по рулению.

Раскрытие изобретения

Первым объектом настоящего изобретения является способ направления в зоне руления аэродрома, осуществляемый устройством обработки данных системы управления, характеризующийся тем, что содержит следующие этапы:

- определяют по меньшей мере одну возможную будущую траекторию летательного аппарата в зависимости от топографии зоны руления вблизи летательного аппарата,

- получают по меньшей мере одну команду, относящуюся к траектории следования летательного аппарата,

- выбирают траекторию следования на основании указанных определенных возможных будущих траекторий и в зависимости от указанной полученной команды,

- направляют летательный аппарат вдоль выбранной траектории следования,

и в котором, когда летательный аппарат находится в зоне свободного движения зоны руления, в которой он может свободно маневрировать, указанные определенные возможные будущие траектории являются траекториями, соответствующими совокупности заранее определенных радиусов кривизны, при этом указанная полученная команда является командой, относящейся к радиусу кривизны, и выбранная траектория следования является возможной будущей траекторией, соответствующей заданному командой радиусу кривизны.

Такой способ позволяет осуществлять точное направление летательного аппарата и требует от пилота только выбора траектории, который можно поменять в любой момент. Кроме того, пилот может, таким образом, задавать радиус кривизны по своему выбору, чтобы обеспечить автоматическое направление летательного аппарата вдоль соответствующей траектории.

Когда летательный аппарат находится в зоне линейного движения зоны руления, в которой летательный аппарат следует по одной траектории среди совокупности заранее определенных траекторий, указанные возможные будущие траектории можно определить среди совокупности заранее определенных траекторий, при этом указанная полученная команда может быть командной направления следования летательного аппарата на будущем пересечении, и выбранная траектория следования на указанном пересечении может быть возможной будущей траекторией, ориентированной в указанном направлении следования.

Таким образом, пилот может заранее определить направление, которое управление должно задать летательному аппарату на ближайшем пересечении.

В первом варианте осуществления указанные заранее определенные траектории могут быть записаны в виде картографии геодезической привязки зоны руления, и указанные возможные будущие траектории можно определить в зависимости от абсолютного положения летательного аппарата и от указанной картографии.

Такой первый вариант осуществления позволяет направлять летательный аппарат очень точно, независимо от восприятия системами летательного аппарата его окружающей среды.

Во втором варианте осуществления указанное устройство обработки данных выполнено с возможностью соединения по меньшей мере с одним устройством обнаружения наземных указателей, и указанные возможные будущие траектории определяют на основании данных измерения, измеряемых указанным по меньшей мере одним устройством обнаружения.

Такой второй вариант осуществления обеспечивает автономное направление летательного аппарата, независимо от внешней системы позиционирования.

Заявленный способ может дополнительно содержать этап обнаружения зоны, в которой устройство обработки данных определяет, находится ли летательный аппарат в зоне линейного движения или в зоне свободного движения зоны руления в зависимости от абсолютного положения летательного аппарата и от картографии геодезической привязки зоны руления.

Таким образом, устройство обработки может определить вариант направления для применения в зависимости от своего положения на аэродроме.

Поскольку указанное устройство обработки данных выполнено с возможностью соединения по меньшей мере с одним устройством обнаружения наземных маркеров, заявленный способ может дополнительно содержать этап обнаружения зоны, в котором устройство обработки данных определяет, находится ли летательный аппарат в зоне линейного движения или в зоне свободного движения зоны руления в зависимости от данных измерения, измеряемых указанными устройствами обнаружения наземных маркеров.

Это позволяет устройству обработки определять способ направления для применения без необходимости знать свое абсолютное положение.

Когда летательный аппарат находится в зоне свободного движения зоны руления, этап выбора указанной траектории следования заявленного способа может включать в себя выбор одной будущей траектории среди определенных возможных будущих траекторий в зависимости от указанной полученной команды, обнаружение пересечения между указанной выбранной будущей траекторией и границей между указанной зоной свободного движения и зоной линейного движения зоны руления, и определение траектории следования посредством коррекции выбранной будущей траектории таким образом, чтобы траектория следования пересекала указанную границу в конце заранее определенной траектории указанной зоны линейного движения.

Это позволяет гарантировать, что летательный аппарат правильно расположен относительно заранее определенной траектории, по которой он будет следовать во время своего входа в зону линейного движения.

Указанную коррекцию выбранной будущей траектории можно осуществлять в зависимости от минимального радиуса кривизны траектории летательного аппарата.

Это позволяет не задавать летательному аппарату заданное значение направления, которому невозможно следовать по причине радиуса кривизны, который невозможно удовлетворить.

Заявленный способ может дополнительно содержать этап отображения траектории следования на изображении топографии зоны руления вблизи летательного аппарата.

Такое отображение позволяет пилоту контролировать траекторию, по которой будет следовать летательный аппарат, и корректировать свою команду для адаптации этой траектории, если она ему не подходит.

По меньшей мере одна из указанных команд может быть командой пилота летательного аппарата.

По меньшей мере одна из указанных команд может быть ручной или голосовой или сенсорной командой.

Таким образом, пилот может располагать различными вариантами ввода своих команд, которые не обязательно требуют, чтобы его руки были свободными.

Указанный этап направления заявленного способа может включать в себя остановку летательного аппарата, когда обнаруживается риск столкновения летательного аппарата с подвижным или неподвижным препятствием, находящимся вблизи летательного аппарата.

Таким образом, пилот может быть освобожден от задачи отслеживания препятствий, находящихся на пути летательного аппарата, одновременно обеспечивая его безопасность.

Вторым объектом изобретения является компьютерный программный продукт, содержащий командные коды для осуществления заявленного способа, когда эту программу исполняет процессор.

Третьим объектом изобретения является устройство обработки данных системы управления летательным аппаратом в зоне руления аэродрома, при этом указанное устройство обработки характеризуется тем, что содержит:

- модуль определения по меньшей мере одной возможной будущей траектории летательного аппарата в зависимости от топографии зоны руления вблизи летательного аппарата,

- модуль приема по меньшей мере одной команды, относящейся к траектории следования летательного аппарата,

- модуль выбора траектории следования на основании указанных определенных возможных будущих траекторий и в зависимости от указанной полученной команды,

- модуль направления летательного аппарата вдоль выбранной траектории следования,

и в котором, когда летательный аппарат находится в зоне свободного движения зоны руления, в которой он может свободно маневрировать, указанные определенные возможные будущие траектории является траекториями, соответствующими совокупности заранее определенных радиусов кривизны, при этом указанная команда является командой, относящейся к радиусу кривизны, и выбранная траектория следования является возможной будущей траекторией, соответствующей заданному командой радиусу кривизны.

Такие компьютерный программный продукт и устройство обработки данных имеют те же преимущества, которые были указаны для заявленного способа.

Краткое описание чертежей

Другие признаки и преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания варианта выполнения. Это описание представлено со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 - схема примера архитектуры для осуществления заявленного способа направления.

Фиг. 2 - блок-схема примера осуществления заявленного способа направления летательного аппарата.

Фиг. 3 - схематичный вид зоны свободного движения и зоны линейного движения в зоне руления аэродрома.

Фиг. 4 - пример осуществления заявленного способа направления в зоне линейного движения, содержащей только одну заранее определенную траекторию.

Фиг. 5а, 5b, 5с - пример осуществления заявленного способа направления в зоне линейного движения, содержащей пересечение.

Фиг. 6 - пример осуществления заявленного способа направления в зоне свободного движения.

Фиг. 7а и 7b - примеры отображения траектории следования.

Фиг. 8 - пример осуществления заявленного способа направления при переходе из зоны свободного движения в зону линейного движения.

Осуществление изобретения

Изобретением предложен способ направления летательного аппарата 1 в зоне руления аэродрома, осуществляемый устройством 2 обработки данных, показанным на фиг.1. Оно осуществляет автономное направление летательного аппарата 1 вдоль траектории, выбранной среди нескольких возможных траекторий для летательного аппарата, например, пилотом летательного аппарата. В отличие от существующих способов направления пилот может в любой момент изменить свой выбор траектории, и траектория летательного аппарата может быть адаптирована незамедлительно.

Для этого, как показано на фиг. 2, модуль 2 определения устройства 2 обработки данных может определить во время этапа определения Е1 по меньшей мере одну возможную будущую траекторию летательного аппарата в зависимости от топографии зоны руления вблизи летательного аппарата. Затем во время этапа получения Е2 модуль 4 приема устройства 2 обработки данных может получить по меньшей мере одну команду, относящуюся к траектории следования для летательного аппарата. Затем во время этапа выбора Е3 модуль 5 выбора устройства 2 обработки данных может выбрать одну траекторию следования в зависимости от определенных возможных будущих траекторий и от полученной команды. Наконец, во время этапа Е4 направления модуль 6 направления устройства 2 обработки данных может направить летательный аппарат вдоль выбранной траектории следования.

По меньшей мере одна из команд, принятых устройством 2 обработки данных системы управления может быть командой от пилота 7 летательного аппарата. Этот пилот может находиться на борту летательного аппарата или на расстоянии в случае дистанционного управления беспилотным аппаратом или в случае дистанционного управления летательным аппаратом со стороны наземного контроля во время фазы его руления на земле. Устройство обработки может быть связано с линией 8 беспроводной передачи данных, через которую можно принимать команды на расстоянии. Таким образом, устройство обработки данных может получать команду, переданную диспетчерским пунктом, чтобы указать ему изменение направления или торможение для предупреждения столкновения. Устройство обработки может быть связано с устройством 9 ввода, позволяющим пилоту вводить свои команды. Это устройство ввода может содержать сенсорный экран для ввода сенсорных команд или рычаг управления, такой как ручка, для ввода ручных команд. Это устройство ввода может также содержать микрофон и устройство голосового распознавания для передачи голосовых команд, чтобы аутентифицировать пилота и распознавать передаваемую им голосовую команду.

Зона руления аэродрома может быть подразделена на зоны двух типов, как показано на фиг. 3:

- зоны свободного движения (Z2D), в которых летательный аппарат может свободно маневрировать, чтобы переместиться в пункт остановки, такой как посадочный терминал, место парковки, ангар и т.д.,

- зоны линейного движения (Z1D), в которых летательный аппарат может следовать по одной траектории из совокупности заранее определенных траекторий. Эти зоны соответствуют, например, взлетно-посадочным полосам и рулежным дорожкам (“taxiing”) (“taxiways”), по которым следуют летательные аппараты для перемещения между взлетно-посадочными полосами и описанными выше зонами свободного движения. В таких зонах летательные аппараты должны следовать по траекториям, определенным администрацией аэропорта, таким как центральная линия такой рулежной дорожки. Эти зоны могут иметь пересечения или разветвления, на которых летательному аппарату разрешено следовать по нескольким траекториям в разных направлениях.

Этапы определения Е1 по меньшей мере одной возможной будущей траектории, получения Е2 по меньшей мере одной команды, относящейся к траектории следования, и выбора Е3 траектории следования можно осуществлять по-разному в зависимости от типа зоны руления, в которой находится летательный аппарат.

Когда летательный аппарат находится в зоне линейного движения зоны руления, в которой летательный аппарат должен следовать по одной траектории из совокупности заранее определенных траекторий, модуль 3 определения устройства 2 обработки данных может определить возможные будущие траектории летательного аппарата среди этой совокупности заранее определенных траекторий во время этапа определения Е1 по меньшей мере одной возможной будущей траектории. Для этого модуль 3 определения анализирует участок зоны руления, находящийся спереди летательного аппарата, который летательный аппарат может встретить в ближайшее время во время своего перемещения вдоль заранее определенной траектории, по которой он следует в данный момент. Если этот участок зоны руления содержит только одну заранее определенную траекторию, ее определяют как единственную возможную будущую траекторию для летательного аппарата, как показано на фиг. 4. Если анализируемый участок зоны руления содержит разветвление, на выходе этого разветвления в качестве возможных будущих траекторий летательного аппарата определяют разные заранее определенные траектории, и устройство обработки данных должно определить, по какой траектории среди возможных будущих траекторий должен следовать летательный аппарат.

Во время этапа получения Е2 по меньшей мере одной команды, относящейся к траектории следования, модуль 4 приема может получить от пилота команду направления следования для летательного аппарата на будущем пересечении. Например, модуль 4 приема может получить команду, предписывающую ему повернуть направо на ближайшем пересечении.

Во время этапа Е3 выбора траектории следования модуль 5 выбора может выбрать в качестве траектории следования на этом пересечении возможную будущую траекторию, ориентированную в направлении следования, указанном в принятой команде, как показано на фиг. 5а, 5b, 5с.

При достижении пересечения модуль 6 направления направляет летательный аппарат вдоль выбранной траектории, например, самой правой траектории среди заранее определенных траекторий, разрешенных для летательного аппарата.

Перед каждым разветвлением устройство обработки может определять различные траектории, которым может следовать летательный аппарат, и пилот летательного аппарата может уточнить заранее траекторию, которую устройство обработки должно задать летательному аппарату во время этапа направления Е4.

Согласно первому варианту осуществления, заранее определенные траектории хранятся в виде картографии геодезической привязки зоны руления. Эта картография может быть записана в средствах 10 хранения, таких как база данных, связанная с устройством обработки. Устройство обработки может быть также связано с бортовой системой 11 абсолютного позиционирования, такой как GPS, или с внешней системой, такой как наземный радар. Во время этапа определения Е1 по меньшей мере одной траектории следования возможные будущие траектории можно определять в зависимости от абсолютного положения, выдаваемого системой 11 абсолютного позиционирования, и от указанной картографии. Например, модуль 3 определения может отметить положение летательного аппарата на картографии, определить положение ближайшего разветвления вдоль заранее определенной траектории, по которой на данный момент следует летательный аппарат, и анализировать заранее определенные траектории, указанные на картографии после этого разветвления, для определения возможных будущих траекторий летательного аппарата.

Согласно второму варианту осуществления, заранее определенные траектории зоны руления не записаны в виде картографии, а указаны непосредственно в зонах руления при помощи наземных указателей 12, таких как окрашенные линии, световые указатели, отражатели и т.д. При этом устройство обработки данных может быть связано по меньшей мере с одним устройством 13 обнаружения наземных указателей. Эти устройства 13 обнаружения могут включать в себя датчик изображения и средства обработки изображения, позволяющие распознать положение наземных указателей и уточнить на их основании заранее определенную траекторию или заранее определенные траектории, присутствующие на изображении. Во время этапа Е1 определения по меньшей мере одной возможной будущей траектории возможные будущие траектории летательного аппарата может определить модуль 3 определения на основании данных измерения, измеренных указанным по меньшей мере одним устройством 13 обнаружения.

Если летательный аппарат достигает пересечения, не получив команды, относящейся к направлению, которому должен следовать летательный аппарат на этом пересечении, устройство обработки может выдавать команду по умолчанию, например, следовать прямо. В альтернативном варианте, когда устройство 9 ввода является рычагом управления, его положение постоянно указывает команду направления следования на ближайшем разветвлении.

Таким образом, пилот 7, зная картографию аэродрома и место назначения летательного аппарата, указанное диспетчерским пунктом, может задать направление, которому должен следовать летательный аппарат на ближайшем пересечении, которое он может встретить на своем пути к месту назначения. После ввода команды направления пилот может больше не заниматься направлением летательного аппарата, которым полностью занимается устройство обработки, по меньшей мере до следующего разветвления или до выхода из зоны линейного движения, в которой находится летательный аппарат. Пока летательный аппарат не достиг ближайшего разветвления, пилот может изменить свою команду направления, например, чтобы учесть новое указание наземного контроля.

Когда летательный аппарат находится в зоне свободного движения, ему не задают никакую траекторию следования. Во время этапа Е1 определения по меньшей мере одной возможной будущей траектории возможные будущие траектории, определенные модулем 3 определения, могут быть траекториями, соответствующими совокупности заранее определенных радиусов кривизны, которые пилот может задавать летательному аппарату, чтобы осуществить его поворот. При этом каждому возможному радиусу кривизны соответствует одна будущая возможная траектория для летательного аппарата в зоне свободного движения на основании его текущей локализации, как показано на фиг. 6.

Во время этапа Е2 получения по меньшей мере одной команды, относящейся к траектории следования, модуль 4 приема может получить от пилота команду, относящуюся к радиусу кривизны траектории, которой должен следовать летательный аппарат. Например, в случае рычага управления каждое возможное положение рычага может соответствовать отдельному радиусу кривизны, и возможные будущие траектории, определенные во время этапа Е1 определения, могут соответствовать совокупности возможных положений этого рычага.

Во время этапа Е3 выбора траектории следования модуль 5 выбора может выбрать в качестве траектории следования возможную будущую траекторию, соответствующую заданному командой радиусу кривизны. При этом модуль направления осуществляет управление летательным аппаратом автономно во время этапа Е4 направления вдоль этой траектории, пока заданный радиус кривизны не будет изменен, когда летательный аппарат выходит из зоны свободного движения или останавливается.

Способ может также содержать этап Е0 обнаружения зоны, осуществляемый модулем 3 определения, на котором устройство обработки данных определяет, находится ли летательный аппарат в зоне линейного движения или в зоне свободного движения зоны руления.

Согласно первому варианту осуществления, такое обнаружение можно производить в зависимости от абсолютного положения летательного аппарата, выдаваемого описанной выше системой 11 абсолютного позиционирования, и от картографии геодезической привязки зоны руления, записанной в описанных выше средствах 10 хранения.

Согласно второму варианту осуществления, устройство обработки данных связано по меньшей мере с одним описанным выше устройством 13 обнаружения наземных маркеров, и такое обнаружение осуществляют на основании данных измерения, измеряемых устройствами 13 обнаружения наземных маркеров. Такие маркеры могут быть, например, расположены в зоне руления в виде сплошного ряда или периодически, чтобы устройство обработки могло постоянно определять тип зоны, в которой находится летательный аппарат, в зависимости от маркеров, находящихся в непосредственной близости от летательного аппарата. В альтернативном варианте такие маркеры могут быть расположены только в зоне руления на границе между двумя зонами разного типа, чтобы предупредить устройство обработки о смене зоны, если летательный аппарат переходит эту границу.

Способ может содержать этап Е5 выведения на дисплей траектории следования на изображении топографии зоны руления вблизи летательного аппарата, отображаемой на устройстве 14 отображения, таком как экран, связанный с устройством обработки и находящийся рядом с пилотом, как показано на фиг. 7а и 7b. Такое изображение может быть двухмерным изображением в верхней проекции из картографии или трехмерным изображением, получаемым от бортового устройства съемки изображения, связанного с устройством обработки. Таким образом, пилот может проверить учет своей команды и траектории следования, которой соответственно должен следовать летательный аппарат. Пилот может также адаптировать свою команду, если он замечает, что траектория, которой должен следовать летательный аппарат, не соответствует траектории, которую он собирался занять.

Когда летательный аппарат покидает зону свободного движения, чтобы перейти в зону линейного движения, траектория следования летательного аппарата, выбранная в зависимости от последнего радиуса кривизны, заданного пилотом, может направить летательный аппарат в зону линейного движения за пределами заранее определенной траектории этой зоны. Например, когда летательный аппарат покидает зону парковки, чтобы переместиться на рулежную дорожку “taxiing”, он может не находиться точно в центре дорожки “taxiing”. В этом случае устройство 2 обработки должно адаптировать траекторию летательного аппарата для ее приведения в соответствие с заранее определенной траекторией зоны линейного движения, например, чтобы перенаправить летательный аппарат на центральную линию дорожки руления.

Для этого, как показано на фиг. 8, когда летательный аппарат расположен в зоне свободного движения зоны руления, этап Е3 выбора указанной траектории следования может включать в себя:

- выбор будущей траектории среди возможных будущих траекторий, определенных в зависимости от указанной полученной команды,

- обнаружение пересечения между выбранной будущей траекторией и границей между указанной зоной свободного движения и зоной линейного движения зоны руления,

- и определение траектории следования путем коррекции выбранной будущей траектории таким образом, чтобы траектория следования пересекала указанную границу в конце заранее определенной траектории указанной зоны линейного движения.

Таким образом, траекторию следования летательного аппарата адаптируют, чтобы летательный аппарат вошел в зону линейного движения, будучи правильно ориентированным по заранее определенной траектории в этой зоне, и чтобы пилоту не пришлось вводить дополнительную команду или переходить на ручное управление.

Устройство обработки может осуществлять коррекцию выбранной будущей траектории в зависимости от минимального радиуса траектории летательного аппарата. Действительно, в некоторых случаях требуемая коррекция может выходить за пределы этого минимального радиуса кривизны. В этом случае летательный аппарат не сможет следовать по траектории, которая позволила бы летательному аппарату выйти на заранее определенную траекторию. Чтобы избежать направления летательного аппарата модулем направления вдоль траектории, которой невозможно следовать, и введения в заблуждение пилота при отображении траектории следования летательного аппарата, которая не соответствует траектории, которой будет реально следовать летательный аппарат, модуль выбора может, например, принять решение не корректировать выбранную будущую траекторию или же выбрать в качестве траектории следования возможную будущую траекторию, соответствующую минимальному радиусу кривизны траектории летательного аппарата.

Команды, принимаемые устройством обработки, могут также включать в себя команды торможения или ускорения, предназначенные для изменения скорости руления летательного аппарата на дорожке, или непосредственно указания скорости.

Во время этапа Е4 направления модуль 6 направления устройства 2 обработки данных может производить направление летательного аппарата вдоль траектории следования, выбранной в зависимости от абсолютной локализации летательного аппарата и от картографии геодезической привязки зоны руления, или в зависимости от относительного позиционирования летательного аппарата по отношению к наземным указателям, расположенным вдоль заранее определенной траектории, или в зависимости от данных измерения бортовых датчиков, таких как акселерометры, инерциальные датчики или одометры. Для осуществления этого направления модуль направления может приводить в действие системы 15 ускорения, торможения или управления летательного аппарата, чтобы вывести летательный аппарат на требуемую траекторию. Модуль направления может генерировать команды приведения в действие самоходного шасси, системы торможения и системы обеспечения движения летательного аппарата, такой как двигатель или система EGTS (“Electric Green Taxiing System”).

Кроме того, устройство 2 обработки может содержать или может быть связано с модулем 16 обнаружения риска столкновения. Такой модуль может содержать один или несколько датчиков, предназначенных для обнаружения присутствия препятствий вблизи летательного аппарата. Способ может содержать этап обнаружения Е6, во время которого модуль обнаружения риска столкновения определяет, представляет ли собой по меньшей мере одно подвижное или неподвижное препятствие, находящееся вблизи летательного аппарата, риск столкновения с летательным аппаратом. При обнаружении риска столкновения модуль обнаружения может подать команду на остановку летательного аппарата, чтобы избежать столкновения. Таким образом, пилот освобожден от наблюдения за окружающей средой летательного аппарата с целью предупреждения столкновений.

Устройство обработки может также подать команду на остановку летательного аппарата, находящегося в зоне свободного движения, когда траектория следования, вдоль которой его направляют, приводит его к границе между этой зоной и неопределенной зоной. Такая неопределенная зона может соответствовать зоне аэродрома, в которой не должен перемещаться ни один летательный аппарат, такой как земляное поле, находящееся за пределами зоны руления. Таким образом, устройство обработки может помешать летательному аппарату перейти через края зоны руления и оказаться на травяной площадке в результате ошибки пилота.

Таким образом, во время фаз руления задача пилота облегчается. Действительно, ему больше не надо определять направления, которым должен следовать летательный аппарат на разветвлениях в зонах линейного движения, и радиус кривизны траектории летательного аппарата в зонах свободного движения. Система позволяет также пилоту изменять в любой момент траекторию летательного аппарата, чтобы учитывать указания наземного контроля.

1. Способ направления летательного аппарата (1) в зоне руления аэродрома, осуществляемый устройством (2) обработки данных системы направления, содержащий этапы, на которых:

- определяют (Е1) по меньшей мере одну возможную будущую траекторию летательного аппарата в соответствии с топографией зоны руления поблизости от летательного аппарата,

- получают (Е2) по меньшей мере одну команду, относящуюся к траектории следования летательного аппарата,

- выбирают (Е3) траекторию следования из нескольких определенных возможных будущих траекторий и соответствующую указанной полученной команде,

- направляют (Е4) летательный аппарат вдоль выбранной траектории следования, при этом, когда летательный аппарат (1) находится в зоне свободного движения зоны руления, в которой он может свободно маневрировать, то есть в зоне движения, в которой не задают никакую траекторию, указанные определенные возможные будущие траектории являются траекториями, соответствующими совокупности заранее определенных радиусов кривизны, указанная полученная команда является командой, относящейся к радиусу кривизны, и указанная выбранная траектория следования является указанной возможной будущей траекторией, соответствующей указанному заданному командой радиусу кривизны, причем, поскольку летательный аппарат находится в зоне свободного движения зоны руления, этап выбора (Е3) указанной траектории следования включает в себя выбор одной будущей траектории среди определенных возможных будущих траекторий, соответствующей указанной полученной команде, обнаружение пересечения между указанной выбранной будущей траекторией и границей между указанной зоной свободного движения и зоной линейного движения зоны руления, то есть зоной, в которой летательный аппарат должен следовать одной траектории, и определение траектории следования посредством коррекции выбранной будущей траектории таким образом, чтобы траектория следования пересекала указанную границу в конце заранее определенной траектории указанной зоны линейного движения, при этом указанную коррекцию выбранной будущей траектории производят в соответствии с минимальным радиусом кривизны траектории летательного аппарата.

2. Способ по п. 1, в котором, когда летательный аппарат (1) находится в зоне линейного движения зоны руления, в которой летательный аппарат следует по одной траектории среди совокупности заранее определенных траекторий, указанные возможные будущие траектории определяют среди указанной совокупности заранее определенных траекторий, при этом указанная полученная команда является командой направления следования летательного аппарата на будущем пересечении, и выбранная траектория следования на указанном пересечении является возможной будущей траекторией, ориентированной в указанном направлении следования.

3. Способ по п. 2, в котором указанные заранее определенные траектории записаны в виде картографии геодезической привязки зоны руления и указанные возможные будущие траектории определяют в соответствии с абсолютным положением летательного аппарата и указанной картографией.

4. Способ по п. 2, в котором устройство (2) обработки данных выполнено с возможностью соединения по меньшей мере с одним устройством (13) обнаружения наземных указателей, при этом указанные заранее определенные траектории определяют по меньшей мере по одному наземному указателю (12), и указанные возможные будущие траектории определяют на основании данных измерений, измеренных с помощью указанного по меньшей мере одного устройства (13) обнаружения.

5. Способ по любому из пп. 1-4, дополнительно содержащий этап (Е0) обнаружения зоны, на котором устройство (2) обработки данных определяет, находится ли летательный аппарат (1) в зоне линейного движения или в зоне свободного движения зоны руления, в соответствии с абсолютным положением летательного аппарата и картографией геодезической привязки зоны руления.

6. Способ по любому из пп. 2-5, в котором указанное устройство (2) обработки данных выполнено с возможностью соединения по меньшей мере с одним устройством (13) обнаружения наземных маркеров, и указанный способ дополнительно содержит этап (Е0) обнаружения зоны, на котором устройство обработки данных определяет, находится ли летательный аппарат в зоне линейного движения или в зоне свободного движения зоны руления на основании данных измерения, измеренных с помощью указанных устройств (13) обнаружения наземных маркеров.

7. Способ по любому из пп. 1-6, дополнительно содержащий этап (Е5) отображения траектории следования на изображении топографии зоны руления поблизости от летательного аппарата.

8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором по меньшей мере одна из указанных команд является командой пилота летательного аппарата.

9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором по меньшей мере одна из указанных команд является ручной, или голосовой, или сенсорной командой.

10. Способ по любому из пп. 1-9, в котором указанный этап (Е3) направления включает в себя остановку летательного аппарата, когда обнаруживают риск столкновения летательного аппарата с подвижным или неподвижным препятствием, находящимся поблизости от летательного аппарата.

11. Устройство (2) обработки данных системы направления летательного аппарата в зоне руления аэродрома, содержащее:

- модуль (3) определения по меньшей мере одной возможной будущей траектории летательного аппарата в соответствии с топографией зоны руления поблизости от летательного аппарата,

- модуль (4) приема по меньшей мере одной команды, относящейся к траектории следования летательного аппарата,

- модуль (5) выбора траектории следования из указанных определенных возможных будущих траекторий и в соответствии с указанной полученной командой,

- модуль (6) направления летательного аппарата вдоль выбранной траектории следования,

при этом, когда летательный аппарат (1) находится в зоне свободного движения зоны руления, в которой он может свободно маневрировать, то есть в зоне движения, в которой не задается никакая траектория, указанные определенные возможные будущие траектории являются траекториями, соответствующими совокупности заранее определенных радиусов кривизны, указанная полученная команда является командой, относящейся к радиусу кривизны, и выбранная траектория следования является возможной будущей траекторией, соответствующей заданному командой радиусу кривизны, причем, поскольку летательный аппарат находится в зоне свободного движения зоны руления, выбор указанной траектории следования включает в себя выбор будущей траектории из определенных возможных будущих траекторий, соответствующей указанной полученной команде, обнаружение пересечения между указанной выбранной будущей траекторией и границей между указанной зоной свободного движения и зоной линейного движения зоны руления, то есть зоной, в которой летательный аппарат должен следовать одной траектории, и определение траектории следования посредством коррекции выбранной будущей траектории таким образом, чтобы траектория следования пересекала указанную границу в конце заранее определенной траектории указанной зоны линейного движения, при этом указанная коррекция выбранной будущей траектории производится в соответствии с минимальным радиусом кривизны траектории летательного аппарата.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к способу и системе идентификации воздушного судна в связи с местом стоянки. Для идентификации воздушного судна принимают идентификационные данные и данные местоположения, передаваемые с воздушного судна, извлекают идентификационные данные ожидаемого на месте стоянки судна, тип или модель воздушного судна, тип или модель воздушных судов на соседних местах и доступность других мест стоянки, сравнивают принятые данные местоположения с позицией в зоне места стоянки, сравнивают идентифицирующие данные ожидаемого воздушного судна с полученными данными от воздушного судна.

Группа изобретений относится к способу и устройству для управления движением на аэродроме. Для управления движением на аэродроме осуществляют мониторинг реальной обстановки на аэродроме в текущем режиме реального времени на основе принятой информации по цифровым каналам связи от наземных и мобильных объектов, производят обработку принятых данных, производят оценку прогнозируемой опасности движения мобильных объектов, анализ реальной и прогнозируемой обстановки на аэродроме, формируют трехмерную виртуальную модель реальной обстановки на аэродроме с визуализацией мобильных и неподвижных объектов на экране с возможностью сенсорного управления, осуществляют управление движением мобильных объектов в пошаговом режиме с формированием и передачей управляющих команд, отслеживают выполнение управляющих команд по индикации на экране.

Группа изобретений относится к системам наблюдения, контроля и управления наземного движения в зоне аэродрома. При способе управления наземным движением мобильных объектов на аэродроме в области наблюдения, представленной взлетно-посадочными полосами, рулежными дорожками и местами стоянки мобильных объектов, на основе приема и обработки информации от средств наблюдения, метеорологической информации, информации от мобильных объектов и терминалов управления отображают определенным образом на сенсорном экране монитора в текущем режиме, в реальном времени, в 3-D формате виртуальную трехмерную модель области наблюдения с рельефом местности, препятствиями, трассами движения, местами стоянки мобильных объектов, отображают виртуальные трехмерные модели мобильных объектов, ассоциированные через каналы связи и передачи данных с реальными объектами, осуществляют анализ виртуальной реальности по критериям опасности возникновения конфликтных ситуацией с их индикацией определенным образом на экране, осуществляют в ручном режиме управление моделями мобильных объектов, а также передачу необходимых команд путем тактильного воздействия диспетчера на экран.

Группа изобретений относится к системам контроля и управления движением воздушных судов. Способ наблюдения за наземным движением подвижных объектов в пределах установленной зоны аэродрома, представленной взлетно-посадочными полосами, рулежными дорожками и местами стоянки воздушных судов и обслуживающей техники, включает использование подключенного к когерентному оптическому рефлектометру чувствительного волоконно-оптического кабеля в качестве виртуальных датчиков вибраций.

Изобретение относится к области безопасности полетов и, в частности, к способам определения безопасных траекторий движения летательных аппаратов (ЛА) над местностью со сложным рельефом и может использоваться на ЛА всех типов.

Система управления объектом в пространстве содержит не менее двух устройств управления и стабилизации объекта в пространстве. Устройство управления и стабилизации объекта в пространстве содержит два вращающихся элемента с одинаковыми массовыми моментами инерции и вращающимися в разные стороны и устройство их крепления.

Группа изобретений относится к устройству и способу оценки собственной позиции. Устройство оценки собственной позиции осуществляет способ, в котором обнаруживают относительную позицию цели, присутствующей около транспортного средства, и транспортного средства.

Изобретение относится к области автоматизированных систем управления. Технический результат изобретения заключается в повышении структурной живучести распределенного пункта управления за счет повышения достоверности прогнозирования количества элементов распределенного пункта управления, которые могут выйти из строя в результате вскрытия и внешних деструктивных воздействий злоумышленника.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для управления движением космических аппаратов (КА) при осуществлении очистки космоса от мусора.

Изобретение относится к способу автоматического управления движением беспилотных летательных аппаратов – транспортных средств (БЛА – ТС) региональным Центром контроля и управления движением (ЦКУД).

Группа изобретений относится к устройству и способу управления мобильным роботизированным устройством сети роботизированных устройств. Устройство содержит процессор, блок памяти, сенсоры местоположения, сенсоры окружающей среды, модуль управления приводами, детектор изменения параметров задачи мониторинга, сетевой приемник/передатчик, детектор целевого объекта, блок памяти.

Система автоматического управления беспилотным летательным аппаратом по углу рыскания содержит регулятор, исполнительное устройство, шесть усилителей, датчик угла рыскания, датчик угловой скорости, два сумматора, дифференциатор, интегратор, соединенные определенным образом.

Изобретение относится к способу автоматизированного управления полетом беспилотного воздушного судна (БВС) в общем воздушном пространстве. Для автоматизированного управления полетом используют бортовую автоматическую систему управления, спутниковую навигационную систему, высокоточные синхронизированные часы, бортовой вычислитель и приемо-передающую радиостанцию для связи с базовой радиостанцией, со стационарным или подвижным пунктами управления.

Группа изобретений относится к системам обеспечения посадки вертолета. В первом варианте система посадки содержит ультразвуковой высотомер, приемник, блок обработки информации и управления, средство отображения, четыре акустических приемника, блок обработки данных, передатчик.

Изобретение относится к области измерительной и регистрирующей техники на железнодорожном транспорте для контроля за работой специальных подвижных составов (СПС).

Изобретение относится к способу управления рулем высоты самолета. Для управления рулем высоты измеряют угол тангажа, угол крена, вектор перегрузки, вектор угловой скорости, комплекс скоростных параметров, углы отклонения управляющих поверхностей самолета, вычисляют корректирующие сигналы приращения нормальной перегрузки и угловой скорости тангажа, определяют заданное значение приращения нормальной перегрузки, вычисляют величины позиционного и интегрального сигналов управления, формируют управляющий сигнал привода руля высоты определенным образом, передают управляющий сигнал на приводы руля высоты. Обеспечивается повышение характеристик устойчивости, управляемости и безопасности, а также снижение аэродинамических нагрузок. 1 з.п. ф-лы.

Группа изобретений относится к способу направления летательного аппарата в зоне руления аэродрома и устройству обработки данных системы направления. Для направления летательного аппарата определяют возможные будущие траектории руления поблизости от него, получают команду, относящуюся к траектории следования, направляют летательный аппарат по траектории, соответствующей указанной команде. Устройство обработки данных содержит модуль определения будущих траекторий, модуль приема команды, модуль выбора траектории в соответствии с командой, модуль направления летательного аппарата вдоль выбранной траектории следования. Обеспечивается точное направление летательного аппарата, позволяя при этом в любой момент и без задержки учитывать новые указания по рулению. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

Наверх