被动飞行器翼尖撞击检测系统和方法
【专利说明】被动飞行器翼尖撞击检测系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
本申请要求2014年5月6日提交的美国临时专利申请号61/989，341的权利，其通过引用结合于此。
技术领域
[0002]本发明一般地涉及飞行器翼尖撞击防止，并且更特别地涉及用于被动检测飞行器翼尖撞击的系统和方法。
【背景技术】
[0003]在地面上的时侯飞行器飞行员经常对飞行器进行调遣。这可能在地面操作期间发生，诸如当飞行器正在滑行，去往或来自机库或者去往或来自航站楼进行调遣时。
[0004]地面上诸如建筑物、其它交通工具之类的障碍物以及其它障碍物可能处于飞行器的路径中。这些障碍物能够被飞行员经由视线所检测。然而，在许多情况下，由于飞行器的尺寸(例如，大的机翼掠角、从驾驶舱到翼尖的距离)以及飞行员的有限视野，可能难以在地面操作期间对飞行器的末端进行监视。因此，操作员可能未能检测位于接近于飞行器的“盲点”中的障碍物。在许多情况下，飞行员可能直到时间太迟而不能采取修正动作时才检测到障碍物。为了缓解这种情况，许多飞行器包括主动传感器或相机或以感应可能或即将发生的撞击。
[0005]与障碍物的碰撞不仅可能损坏飞行器，而且可能使得飞行器无法工作并且导致飞行取消。与飞行器维修和停飞相关联的成本是相当大的。因此，及时检测并避免位于交通工具的地面路径中的障碍物是需要被解决的重要问题。
[0006]当前，不存在可用于保护飞行器免于翼尖碰撞的经济的系统。随着飞行器大小的增加，撞击事故的概率和成本也增加。因此，存在对能够以最少的努力而改型到飞行器上而且并不依赖于主动传感器或飞行机组人员的系统的需要。本发明至少解决了此需要。
【发明内容】
[0007]提供本
【发明内容】
来以简化形式对在【具体实施方式】中进一步描述的选择概念进行描述。本
【发明内容】
并非意在标示所请求保护主题的关键或必要特征，其也并未意在用作对确定要求保护主题的范围的帮助。
[0008]在一个实施例中，一种用于被动检测飞行器翼尖撞击的方法包括生成航空站的至少一部分的数字基本图(base map),其包括一个或多个具体翼尖撞击威胁，其中该数字基本图由多个航空站单元(aerodrome cell)表示。向航空站单元中的每个指派数值。每个所指派数值表示与那个航空站单元相关联的具体翼尖撞击威胁。生成针对每个数值具有单独条目(s印arate entry)的索引计数阵列。生成表示飞行器的数字飞行器结构。该数字飞行器结构由多个飞行器单元所表示。关于航空站单元的一部分是否被或将要被多个飞行器单元所替代进行确定，并且对被或将要被替代的航空站单元的每个数值进行计数以确定与之相关联的替代计数。与每个数值相关联的替代计数被输入到针对那个数值的索引计数阵列中的单独条目中，并且基于索引计数阵列中的替代计数检测一个或多个潜在的飞行器翼尖撞击。数字飞行器结构包括飞行器周围的多个保护包络。
[0009]在另一实施例中，一种被动飞行器翼尖撞击检测系统包括航空站数据库和处理器。航空站数据库具有存储于其中的航空站数据，其表示具体的翼尖撞击威胁。处理器与航空站数据库可操作通信。该处理器被配置为选择性地从航空站数据库取回航空站数据，并且在其取回时，被配置为:生成航空站的至少一部分的数字基本图，其包括一个或多个具体翼尖撞击威胁，该数字基本图由多个航空站单元所表示；向航空站单元中的每个指派数值，被指派给每个航空站单元的数值表示与那个航空站单元相关联的具体翼尖撞击威胁；生成索引计数阵列，该索引计数阵列具有针对每个数值的单独条目；生成表示飞行器的数字飞行器结构，该数字飞行器结构由多个飞行器单元所表示；确定该航空站单元的一部分是否被或将要被多个飞行器单元所替代，对被或将要被替代的航空站单元的每个数值进行计数以确定与之相关联的替代计数；将与每个数值相关联的替代计数输入到针对那个数值的索引计数阵列中的单独条目中；并且基于索引计数阵列中的替代计数检测一个或多个潜在的飞行器翼尖撞击。数字飞行器结构包括飞行器周围的多个保护包络。
[0010]此外，根据结合附图和之前的【背景技术】所进行的随后的详细描述和所附权利要求，被动撞击检测系统和方法的其它所期望特征和特性将变得显而易见。
【附图说明】
[0011]下文将结合以下附图对本发明进行描述，其中相似的数字表示相似的元件，并且其中:
图1描绘了被动翼尖撞击检测系统的实施例的功能框图；
图2描绘了具有设置于其上的数字飞行器结构的数字基本图的简化表示；
图3以流程图的形式描绘了图1的系统所实施的检测过程的实施例；
图4-6为了更加清楚地说明图3的过程而描绘了图2中所描绘的具有设置于其上的数字飞行器结构的数字基本图的一部分；
图7描绘了用两个保护包络生成的数字飞行器结构的简化表示；并且图8-15描绘了用两个保护包络生成的数字飞行器结构的更加详细的表示。
【具体实施方式】
[0012]以下的详细描述在本质上仅是示例性的，并且并非意在对本发明或本发明的应用和使用进行限制。如这里所使用的，词语“示例性”意味着“用作示例、实例或说明”。因此，本文被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为相比于其它实施例是优选的或有利的。本文所描述的所有实施例是被提供以使得本领域技术人员能够制造或使用本发明的示例性实施例，并且其并非对由权利要求所限定的本发明的范围加以限制。此外，不存在由前面的技术领域、【背景技术】、
【发明内容】
或者下面的【具体实施方式】中所提出的任何明示或默示的理论进行约束的意图。
[0013]首先参考图1，描绘了被动翼尖撞击检测系统100的一个实施例的功能框图。所描绘的系统100包括航空电子数据源102、航空站数据库104和处理器106，全部设置在飞行器110内。航空电子数据源102可以被不同地实施，并且可以包括许多已知设备、子系统和传感器中的任何一个。不管其实施方式如何，航空电子数据源102被配置为感测并向处理器106供应飞行器数据，该飞行器数据至少表示其自身和其它飞行器两者的飞行器位置、飞行器速度和飞行器方位，以及其它交通工具的位置、速度和方位。就此而言，航空电子数据源102例如可以包括ADS-B收发器。
[0014]航空站数据库104具有存储于其中的航空站数据。该航空站数据表示各种具体的翼尖撞击威胁以及各种其它航空站建筑物。如本文所使用的，术语“具体翼尖撞击威胁”包括飞行器机翼可能撞击的立体物理结构的存在和缺少两者。特别地，具体翼尖撞击涵盖了不包括立体物理结构的开放区域，以及出现在航空站处的各种物理结构。这样的物理结构例如可以包括航站楼建筑物(terminal building)、非航站楼建筑物(例如，护栏、标杆、灯柱、引导标识)以及移动对象(例如，行李推车、其它飞行器)。各种其它航空站建筑物可以包括，例如跑道和滑行道。翼尖撞击威胁和其它航空站建筑物可以被不同地表示。但是在所描绘的实施例中，这些实体取决于对象而以各个部分(或段)、线、点和圆圈的形式进行表示。优选地，虽然不一定，但是航空站数据以相对简单的压缩格式进行存储，其能够由处理器106容易且快速地进行解压缩。
[0015]处理器106与航空站数据库104进行可操作通信，并且被配置为选择性地从那里取回航空站数据。如可以认识到的，处理器106选择性地取回的航空站数据表示飞行器目前所位于的航空站。如还可以认识到的，对于其中航空站数据以压缩格式进行存储的那些实施例而言，处理器106通过对所取回的航空站数据进行解压缩而