背景技術(shù)：
本公開總體涉及空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并且更具體地說，涉及可利用人工智能生成用于飛機(jī)的空氣數(shù)據(jù)輸出的空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)。
現(xiàn)代飛機(jī)常常并入空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)，所述空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)基于從圍繞飛機(jī)定位的各種傳感器收集的測量參數(shù)來計(jì)算空氣數(shù)據(jù)輸出。例如，許多現(xiàn)代飛機(jī)利用測量探針兩端的氣流的皮托壓力、靜壓力或其他參數(shù)的氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針。這類氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針常常包括一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)感測端口，諸如靜壓力端口和/或總壓力(即，駐點(diǎn)壓力)端口。在探針上流動(dòng)的空氣的一部分轉(zhuǎn)移到氣動(dòng)地連接到感測飛機(jī)外部的大氣壓力的壓力傳感器的端口。這類測量的壓力可用于確定空氣數(shù)據(jù)輸出，諸如飛機(jī)壓力高度、高度速率(例如，垂直速度)、空速、馬赫數(shù)、迎角、側(cè)滑角或其他空氣數(shù)據(jù)輸出。
為了增加系統(tǒng)可靠性，飛機(jī)制造商通常并入冗余(例如，備用)系統(tǒng)，所述冗余系統(tǒng)可在主系統(tǒng)故障或以其他方式確定為是不可靠的情況下向耗能系統(tǒng)提供輸出。例如，許多飛機(jī)并入多個(gè)(例如，兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多)氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針，其中的某些被指定為備用系統(tǒng)以便在主系統(tǒng)被認(rèn)為不可靠時(shí)使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
在一個(gè)實(shí)例中，方法包括通過飛機(jī)數(shù)據(jù)通信總線接收對應(yīng)于飛機(jī)操作參數(shù)的多個(gè)非氣動(dòng)輸入。所述方法還包括通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理多個(gè)非氣動(dòng)輸入以生成空氣數(shù)據(jù)輸出值，以及將所述空氣數(shù)據(jù)輸出值輸出至耗能系統(tǒng)以便在基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值被確定為不可靠時(shí)使用。
在另一個(gè)實(shí)例中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括至少一個(gè)處理器和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器。所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器被編碼有指令，所述指令在由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)引起合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過飛機(jī)數(shù)據(jù)通信總線接收對應(yīng)于飛機(jī)操作參數(shù)的多個(gè)非氣動(dòng)輸入。所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器被進(jìn)一步編碼有指令，所述指令在由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)引起合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理多個(gè)非氣動(dòng)輸入以生成空氣數(shù)據(jù)輸出值，并且將所述空氣數(shù)據(jù)輸出值輸出至耗能系統(tǒng)以便在基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值被確定為不可靠時(shí)使用。
附圖說明
圖1是包括合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的示例性飛機(jī)的示意性框圖，所述合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)可通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理非氣動(dòng)輸入以生成一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出值。
圖2是示例性人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的示意圖，所述示例性人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可用來處理非氣動(dòng)輸入以生成一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出值。
圖3是示出通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理非氣動(dòng)輸入以生成一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出值的示例性操作的流程圖。
具體實(shí)施方式
如本文所述，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)可通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理多個(gè)非氣動(dòng)輸入以生成一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出值。這類非氣動(dòng)輸入可包括尤其是：飛機(jī)推力參數(shù)、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流設(shè)置、飛行控制表面位置和/或表面加載參數(shù)、飛機(jī)剩余燃料重量和/或使用速率、飛機(jī)重量、起落架位置(例如，展開或收起)、飛機(jī)質(zhì)量平衡以及(例如，從慣性參考系統(tǒng)接收的)飛機(jī)加速度和/或角速率。人工智能網(wǎng)絡(luò)(諸如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))可將所接收的輸入與一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出值(諸如，空速、高度、馬赫數(shù)、迎角、側(cè)滑角或其他空氣數(shù)據(jù)輸出值)關(guān)聯(lián)。同樣地，實(shí)現(xiàn)本公開的技術(shù)的合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)可通過系統(tǒng)生成空氣數(shù)據(jù)輸出值，所述系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上不同于傳統(tǒng)的直接測量系統(tǒng)(例如，直接測量空氣數(shù)據(jù)值的基于氣動(dòng)的、光學(xué)的、超聲的或其他基于傳感器的系統(tǒng))，并且所述系統(tǒng)可例如在基于傳感器的空氣數(shù)據(jù)輸出值(諸如基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值)被確定為不可靠時(shí)使用。此外，這類空氣數(shù)據(jù)輸出值可從由現(xiàn)有飛機(jī)系統(tǒng)提供的測量輸入而生成，從而降低當(dāng)并入合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)時(shí)，在新的和現(xiàn)有的飛機(jī)平臺(tái)上安裝另外的傳感器或硬件部件所需的時(shí)間和成本。
圖1是包括合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12的飛機(jī)10的示意性框圖，所述合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理非氣動(dòng)輸入以生成一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出值。如圖1中所示，飛機(jī)10還可包括氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針14a和氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針14b(本文共同地稱為“氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針14”)、空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)(adc)16a和空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16b(本文共同地稱為“空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16”)、產(chǎn)生系統(tǒng)18、耗能系統(tǒng)20和數(shù)據(jù)集中器單元(dcu)22。
氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針14定位在飛機(jī)10的外部，以感測探針上流動(dòng)的空氣的一個(gè)或多個(gè)壓力。氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針14包括氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針14周圍的氣流所轉(zhuǎn)移到的一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)感測端口(未示出)?？諝鈹?shù)據(jù)感測端口氣動(dòng)地連接到壓力傳感器(例如，壓力變換器或其他壓力傳感器)，所述壓力傳感器測量所收集的氣流以生成可用在確定例如飛機(jī)10周圍的氣流的靜壓力、總壓力(即，駐點(diǎn)壓力)或其他壓力中的測量的壓力。壓力傳感器的輸出電連接到空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16，所述空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16基于所接收的氣動(dòng)壓力生成空氣數(shù)據(jù)輸出值。
如圖1所示，空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16a鄰近氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針14a，并且空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16b鄰近氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針14b。在其他實(shí)例中，空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16不需要鄰近空氣數(shù)據(jù)探針14。例如，空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16可在遠(yuǎn)離氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針14的位置處定位在飛機(jī)10的內(nèi)部內(nèi)，諸如飛機(jī)10的電子艙內(nèi)。此外，盡管示出為包括兩個(gè)氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針14和兩個(gè)對應(yīng)的空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16，本公開的各方面不限于此。例如，在其他實(shí)例中，飛機(jī)10可包括多于或少于氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針14和空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16中的每一種的兩個(gè)，并且空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16的數(shù)量不需要與氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針14的數(shù)量相匹配。一般來說，飛機(jī)10包括一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16，所述一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16電子地和/或通信地與一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)探針14耦接，以接收飛機(jī)10的外部周圍的氣流的由一個(gè)或多個(gè)氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針14所感測的測量的氣動(dòng)壓力(例如，靜壓力和總壓力)的指示。
空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16容納電子部件，諸如一個(gè)或多個(gè)處理器、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器或被配置來生成對應(yīng)于飛機(jī)10的一種或多種操作狀態(tài)的空氣數(shù)據(jù)輸出的其他電子部件。這類空氣數(shù)據(jù)輸出的非限制性實(shí)例包括校正空速、真實(shí)空速、馬赫數(shù)、高度(例如，壓力高度)、迎角(即，吹來的氣流或相對風(fēng)與飛機(jī)10的機(jī)翼的參考線之間的角度)、垂直速度(例如，高度速率)以及側(cè)滑角(即，行進(jìn)方向與延伸通過飛機(jī)10的機(jī)頭的方向之間的角度)。因此，由空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16基于由氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針14接收的氣動(dòng)壓力而生成的空氣數(shù)據(jù)輸出可認(rèn)為是基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出。
如圖1進(jìn)一步所示，飛機(jī)10包括產(chǎn)生系統(tǒng)18。產(chǎn)生系統(tǒng)18包括飛機(jī)10的操作系統(tǒng)，所述操作系統(tǒng)產(chǎn)生可由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12使用的非氣動(dòng)輸出作為輸入來生成空氣數(shù)據(jù)輸出值，如在下文進(jìn)一步所述。例如，產(chǎn)生系統(tǒng)18可包括飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和/或推力控制系統(tǒng)、飛機(jī)燃料系統(tǒng)、飛行管理控制系統(tǒng)、飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)(諸如慣性參考系統(tǒng)(irs)、姿態(tài)航向參考系統(tǒng)(ahars)、全球定位系統(tǒng)(gps)和/或衛(wèi)星信息系統(tǒng))、起落架系統(tǒng)或飛機(jī)10的其他操作系統(tǒng)。如圖所示，產(chǎn)生系統(tǒng)18與數(shù)據(jù)集中器單元(dcu)22通信地耦接。
數(shù)據(jù)集中器單元22是包括一個(gè)或多個(gè)處理器、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)收發(fā)器的電子裝置，所述數(shù)據(jù)集中器單元22被配置來從各種飛機(jī)系統(tǒng)接收數(shù)字信號和/或模擬信號并且格式化所接收的信號以便根據(jù)所定義的通信協(xié)議(諸如由航空無線電公司(arinc)429標(biāo)準(zhǔn)定義的協(xié)議)進(jìn)行傳輸。例如，如圖1所示，數(shù)據(jù)集中器單元22可從產(chǎn)生系統(tǒng)18接收輸入并且可通過通信數(shù)據(jù)總線24傳輸所述輸入以便由一個(gè)或多個(gè)飛機(jī)系統(tǒng)(諸如合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12、空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16、耗能系統(tǒng)20或飛機(jī)10的其他系統(tǒng))接收。通信數(shù)據(jù)總線24可以是通信地耦接飛機(jī)10的部件并且使得能夠通過定義的通信協(xié)議(例如，arinc429)在互連的部件之間進(jìn)行通信的任何數(shù)據(jù)總線。
耗能系統(tǒng)20可以是飛機(jī)10的被配置來從空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16和/或合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12接收空氣數(shù)據(jù)輸出值以便在飛機(jī)10的操作過程中使用的任何操作系統(tǒng)。例如，耗能系統(tǒng)20可包括飛行管理系統(tǒng)、自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)、飛機(jī)顯示系統(tǒng)(例如，主要的飛行顯示器、多功能顯示器、控制顯示單元或其他顯示系統(tǒng))或者飛機(jī)10的在飛機(jī)10的操作過程中可利用所接收的空氣數(shù)據(jù)輸出值的其他操作系統(tǒng)中的任何一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)。在一些實(shí)例中，某些飛機(jī)系統(tǒng)可包括在產(chǎn)生系統(tǒng)18和耗能系統(tǒng)20中。例如，可包括飛行管理計(jì)算機(jī)作為一個(gè)產(chǎn)生系統(tǒng)18，所述飛行管理計(jì)算機(jī)輸出由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12利用的計(jì)算的飛機(jī)質(zhì)量平衡、剩余燃料、燃料使用速率、飛機(jī)高度或其他非氣動(dòng)輸出，以便生成一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出值。此外，可包括飛行管理計(jì)算機(jī)作為一個(gè)耗能系統(tǒng)20，所述飛行管理計(jì)算機(jī)從合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12接收生成的空氣數(shù)據(jù)輸出值，以便在由例如一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16所確定的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值被確定為不可靠時(shí)使用。因此，產(chǎn)生系統(tǒng)18和耗能系統(tǒng)20可各自包括任何一個(gè)或多個(gè)飛機(jī)系統(tǒng)，并且相應(yīng)的系統(tǒng)不必對于產(chǎn)生系統(tǒng)18和耗能系統(tǒng)20中的任一個(gè)是唯一的。
如圖1中所示，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12通過通信數(shù)據(jù)總線24通信地連接到空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16、耗能系統(tǒng)20和數(shù)據(jù)集中器單元22。然而，盡管在圖1的實(shí)例中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12通過數(shù)據(jù)集中器單元22通信地連接到產(chǎn)生系統(tǒng)18，但是在其他實(shí)例中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可直接連接到(例如通信地和/或電連接到)任何一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)生系統(tǒng)18。
合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可包括一個(gè)或多個(gè)處理器和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器被編碼有指令，所述指令在由所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)引起合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12根據(jù)本文所述的技術(shù)來操作。在一些實(shí)例中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可包括一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的電子裝置，以使得合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)與空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16和每個(gè)耗能系統(tǒng)20分開。在其他實(shí)例中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可包括在任何一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16和/或耗能系統(tǒng)20中，以使得本文歸因于合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12的功能由這類其他系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)電子裝置執(zhí)行和/或分布在所述一個(gè)或多個(gè)電子裝置中。例如，在一些實(shí)例中，任何一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16可實(shí)現(xiàn)本文歸因于合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12的功能。一般來說，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12包括一個(gè)或多個(gè)處理器和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器被編碼有指令，所述指令在由所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)引起合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理所接收的非氣動(dòng)輸入以生成空氣數(shù)據(jù)輸出值。
合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12的一個(gè)或多個(gè)處理器的實(shí)例可包括微處理器、控制器(例如，微控制器)、數(shù)字信號處理器(dsp)、應(yīng)用專用集成電路(asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)或其他等同的離散或集成的邏輯電路中的任何一種或多種。合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器可配置來在操作期間將信息存儲(chǔ)在合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12內(nèi)。在一些實(shí)例中，這類計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器被描述為計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。在一些實(shí)例中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可包括非暫時(shí)性介質(zhì)。術(shù)語“非暫時(shí)性”可指示存儲(chǔ)介質(zhì)未在載波或傳播信號中體現(xiàn)。在某些實(shí)例中，非暫時(shí)性存儲(chǔ)介質(zhì)可存儲(chǔ)可隨時(shí)間變化而改變的數(shù)據(jù)(例如，存儲(chǔ)在ram或高速緩存中)。在一些實(shí)例中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器是暫時(shí)存儲(chǔ)器，這意味著所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器的主要目的不是長期存儲(chǔ)。在一些實(shí)例中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器包括和/或被描述為易失性存儲(chǔ)器，這意味著當(dāng)移除給合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12的電力時(shí)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器不保持存儲(chǔ)的內(nèi)容。易失性存儲(chǔ)器的實(shí)例可包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dram)、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(sram)和其他形式的易失性存儲(chǔ)器。在一些實(shí)例中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)用于由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12的一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的程序指令。在一個(gè)實(shí)例中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器由在合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12上執(zhí)行的軟件或應(yīng)用程序所使用，以在程序執(zhí)行期間暫時(shí)存儲(chǔ)信息。
在一些實(shí)例中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器還包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)與易失性存儲(chǔ)器相比可配置來存儲(chǔ)更大量的信息。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可配置用于信息的長期存儲(chǔ)。在一些實(shí)例中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括非易失性存儲(chǔ)元件。這類非易失性存儲(chǔ)元件的實(shí)例可包括磁性硬盤、光盤、軟磁盤、閃存存儲(chǔ)器或電可編程存儲(chǔ)器(eprom)或電可擦除和可編程(eeprom)存儲(chǔ)器的形式。
在操作中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12通過通信數(shù)據(jù)總線24接收對應(yīng)于飛機(jī)操作參數(shù)的非氣動(dòng)輸入。例如，在圖1的實(shí)例中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可通過數(shù)據(jù)集中器單元22和通信數(shù)據(jù)總線24從產(chǎn)生系統(tǒng)18接收多個(gè)非氣動(dòng)輸入。這類非氣動(dòng)輸入的實(shí)例可包括但不限于對應(yīng)于以下各項(xiàng)的輸入：飛機(jī)控制表面位置(例如，副翼、升降舵、方向舵、副翼擾流板(spoileron)、襟翼、縫翼或其他控制表面)和/或控制表面加載、飛機(jī)質(zhì)量和/或質(zhì)量平衡(例如，當(dāng)前和/或在預(yù)定時(shí)間處，諸如在起飛時(shí))、剩余燃料重量、發(fā)動(dòng)機(jī)推力參數(shù)(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)n1、n2、egt、節(jié)流設(shè)置或其他推力參數(shù))、飛機(jī)導(dǎo)航信息(例如，飛機(jī)位置、航向、高度、地面速度、空速或其他導(dǎo)航信息)、空氣溫度信息(例如，靜態(tài)空氣溫度、總空氣溫度、外部空氣溫度或其他溫度信息)、(例如，從irs接收的)飛機(jī)加速度和/或角速率信息、起落架位置信息(例如，展開、收起、在途中或其他起落架位置信息)，或其他非氣動(dòng)輸入。一般來說，非氣動(dòng)輸入可包括指示飛機(jī)操作狀態(tài)的、從非氣動(dòng)源(例如，除氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針14之外的源)接收的任何輸入。
合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理多個(gè)非氣動(dòng)輸入，以生成一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出值(例如，校正空速、真實(shí)空速、馬赫數(shù)、壓力高度、迎角、側(cè)滑角或其他空氣數(shù)據(jù)輸出值)。這類人工智能網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、概率圖模型(諸如貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、概率分類器和/或控制器(例如，高斯混合模型))或其他形式的人工智能網(wǎng)絡(luò)。作為一個(gè)實(shí)例，人工智能網(wǎng)絡(luò)可以是具有至少一個(gè)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)層(常常稱為神經(jīng)元的隱藏層)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，所述至少一個(gè)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)層將一個(gè)或多個(gè)權(quán)重、偏置和/或傳遞函數(shù)應(yīng)用到多個(gè)非氣動(dòng)輸入，以將所述多個(gè)非氣動(dòng)輸入與一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出值關(guān)聯(lián)。
在一些實(shí)例中，可基于先前獲得的數(shù)據(jù)(例如，飛行測試數(shù)據(jù))預(yù)先訓(xùn)練人工智能網(wǎng)絡(luò)，以將多個(gè)非氣動(dòng)輸入與一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出值關(guān)聯(lián)。在某些實(shí)例中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可利用單個(gè)人工智能網(wǎng)絡(luò)來從多個(gè)非氣動(dòng)輸入生成多個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出值。在其他實(shí)例中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可利用多個(gè)單獨(dú)的人工智能網(wǎng)絡(luò)，所述多個(gè)單獨(dú)的人工智能網(wǎng)絡(luò)各自將特定組的非氣動(dòng)輸入與選擇的空氣數(shù)據(jù)輸出值關(guān)聯(lián)。例如，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可利用第一人工智能網(wǎng)絡(luò)，所述第一人工智能網(wǎng)絡(luò)將第一組非氣動(dòng)輸入與第一空氣數(shù)據(jù)輸出值(例如，迎角)關(guān)聯(lián)，并且可利用第二人工智能網(wǎng)絡(luò)，所述第二人工智能網(wǎng)絡(luò)將第二組非氣動(dòng)輸入與第二空氣數(shù)據(jù)輸出值(例如，側(cè)滑角)關(guān)聯(lián)。第一組非氣動(dòng)輸入和第二組非氣動(dòng)輸入可以是同一組輸入或不同組輸入。
在某些實(shí)例中，諸如當(dāng)人工智能網(wǎng)絡(luò)是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，神經(jīng)元的隱藏層的權(quán)重、偏置和傳遞函數(shù)(例如，通過離線預(yù)先訓(xùn)練)可預(yù)先定義并且可以是固定的，以使得合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12在合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12的操作期間不修改權(quán)重、偏置和傳遞函數(shù)。在其他實(shí)例中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可并入主動(dòng)訓(xùn)練(或“學(xué)習(xí)”)模式，在所述模式中合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12基于所生成的空氣數(shù)據(jù)輸出的反饋和參考值(諸如基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值)來修改由神經(jīng)元應(yīng)用的權(quán)重、偏置和傳遞函數(shù)。也就是說，在某些實(shí)例中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可作為輸入接收由例如空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16通過從氣動(dòng)空氣數(shù)據(jù)探針14接收的測量壓力而生成的一個(gè)或多個(gè)基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出。在這類實(shí)例中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可基于從產(chǎn)生系統(tǒng)18接收的非氣動(dòng)輸入和由例如空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16生成的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出來有效地訓(xùn)練人工智能網(wǎng)絡(luò)。
在某些實(shí)例中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可識別所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值是否被確定為是可靠的。例如，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可從例如空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16或一個(gè)或多個(gè)耗能系統(tǒng)20(諸如，飛行管理計(jì)算機(jī)、自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)或其他耗能系統(tǒng)20)接收基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值的可靠性的狀態(tài)指示或其他指示。在其他實(shí)例中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可諸如通過將從多個(gè)源(例如，多個(gè)空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16)接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值彼此進(jìn)行比較或者與閾值進(jìn)行比較來確定所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值是否為可靠的。當(dāng)基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值被確定為可靠時(shí)，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理非氣動(dòng)輸入和所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出，以生成空氣數(shù)據(jù)輸出值(以及任選地訓(xùn)練人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))。當(dāng)所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值被確定為不可靠時(shí)，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可通過人工智能網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)處理非氣動(dòng)輸入(即，沒有處理所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值)，以生成空氣數(shù)據(jù)輸出值。
這類主動(dòng)訓(xùn)練可使合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12能夠保持和/或初始化人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)內(nèi)部狀態(tài)。此外，主動(dòng)訓(xùn)練和/或由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12生成的空氣數(shù)據(jù)輸出與所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出的比較可使合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12能夠確定由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12生成的空氣數(shù)據(jù)輸出的估計(jì)誤差。在某些實(shí)例中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可基于所述比較生成由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12生成的空氣數(shù)據(jù)輸出的可靠性的指示。
合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可向一個(gè)或多個(gè)耗能系統(tǒng)20(例如，通過通信數(shù)據(jù)總線24)輸出所生成的(即，由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12生成的)空氣數(shù)據(jù)輸出值，以便當(dāng)基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值被確定為不可靠時(shí)而使用。在一些實(shí)例中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可諸如通過將所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出彼此進(jìn)行比較和/或與閾值偏差參數(shù)進(jìn)行比較來確定基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值是否為不可靠的。在其他實(shí)例中，一個(gè)或多個(gè)耗能系統(tǒng)20(例如，飛行管理系統(tǒng))可確定基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值的可靠性，并且可指定由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12生成的空氣數(shù)據(jù)輸出值，以便當(dāng)基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值被確定為不可靠時(shí)而使用。
在某些實(shí)例中，可利用由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12生成的空氣數(shù)據(jù)輸出值來確定基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值是否為可靠的。例如，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12和/或一個(gè)或多個(gè)耗能系統(tǒng)20可將基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出與由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12生成的空氣數(shù)據(jù)輸出進(jìn)行比較。當(dāng)例如從空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16中的第一個(gè)所接收的對應(yīng)的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出是在來自由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12生成的空氣數(shù)據(jù)輸出的閾值偏差內(nèi)，并且從空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16中的第二個(gè)接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出超過來自由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12生成的空氣數(shù)據(jù)輸出的閾值偏差時(shí)，基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出可確定為是不可靠的。在這個(gè)實(shí)例中，從空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16中的第一個(gè)接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出(其在來自由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12生成的空氣數(shù)據(jù)輸出的閾值偏差內(nèi))可確定為是可靠的。從空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16中的第二個(gè)接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出(其超過所述閾值偏差)可確定為是不可靠的。
耗能系統(tǒng)20可利用由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12生成的一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出，以便當(dāng)對應(yīng)的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出被確定為不可靠時(shí)進(jìn)行操作。同樣地，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可提供冗余的(例如，備用的)空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)，所述冗余的空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)當(dāng)一個(gè)或多個(gè)基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值被確定為不可靠時(shí)生成可用于操作飛機(jī)12的空氣數(shù)據(jù)輸出值。由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12生成的空氣數(shù)據(jù)輸出值可基于非氣動(dòng)源輸入，從而提供在設(shè)計(jì)上不同于基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)并增強(qiáng)飛機(jī)10的操作可靠性。此外，由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12接收和處理的非氣動(dòng)輸入可選自在新的和現(xiàn)有的飛機(jī)平臺(tái)上可用的輸入，從而減少將合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12并入這類飛機(jī)設(shè)計(jì)中所需的時(shí)間和成本。
圖2是示例性人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26的示意圖，所述示例性人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26可用來處理非氣動(dòng)輸入以生成一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出值。出于清楚和便于討論的目的，下面在包括圖1的合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12的飛機(jī)10的上下文內(nèi)描述圖2的示例性人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26。
如圖2所示，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26包括輸入節(jié)點(diǎn)28a-28n(本文共同地稱為“輸入28”)、內(nèi)部節(jié)點(diǎn)(或神經(jīng)元)30a-30m(本文共同地稱為“神經(jīng)元30”并且常常稱為隱藏層)和輸出節(jié)點(diǎn)32。應(yīng)理解，在圖2的實(shí)例中，輸入節(jié)點(diǎn)28n的字母“n”和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)30m的字母“m”表示任意數(shù)字，以使得輸入28和神經(jīng)元30中的每一個(gè)可分別包括任意數(shù)量的輸入節(jié)點(diǎn)和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)。在某些實(shí)例中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26包括多個(gè)神經(jīng)元30，所述神經(jīng)元30的數(shù)量比輸入28的數(shù)量少一個(gè)。也就是說，雖然輸入節(jié)點(diǎn)28n的字母“n”表示任意數(shù)子，但是在一些實(shí)例中，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)“30m”的字母“m”表示比由字母“n”所表示的任意數(shù)字少一個(gè)的數(shù)字。
盡管輸入28中的每一個(gè)對應(yīng)于從產(chǎn)生系統(tǒng)18接收的多個(gè)非氣動(dòng)輸入中的一個(gè)，但是在合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12處理從空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出的實(shí)例中，輸入28中的某些可對應(yīng)于所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出。每個(gè)神經(jīng)元30將權(quán)重、偏置和傳遞函數(shù)(例如，s型函數(shù))應(yīng)用到每個(gè)輸入28，以生成由神經(jīng)元30提供的中間輸出。在圖2示出的實(shí)例中，由神經(jīng)元30提供的中間輸出被提供為到輸出節(jié)點(diǎn)32的輸入。輸出節(jié)點(diǎn)32將預(yù)定的權(quán)重、偏置和/或傳遞函數(shù)應(yīng)用到中間輸出以生成特定的空氣數(shù)據(jù)輸出值(例如，校正空速、真實(shí)空速、馬赫數(shù)、壓力高度、迎角、側(cè)滑角或其他空氣數(shù)據(jù)輸出值)。
在圖2的實(shí)例中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26處理輸入28以在輸出節(jié)點(diǎn)32處生成單個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出值。然而，在其他實(shí)例中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26可處理輸入28以確定多個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出(即，在多個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)處)。在某些實(shí)例中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26可表示將第一組輸入(例如，輸入28)與(例如，輸出節(jié)點(diǎn)32處的)第一空氣數(shù)據(jù)輸出值關(guān)聯(lián)的第一人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在這類實(shí)例中，(圖1的)合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可利用第二人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，所述第二人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過在神經(jīng)元30處利用不同的權(quán)重、偏置和傳遞函數(shù)來將第二組輸入與第二、不同的空氣數(shù)據(jù)輸出值關(guān)聯(lián)。第一組輸入(例如，輸入28)可與第二組輸入相同或不同。
作為實(shí)例，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26，所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26在神經(jīng)元30處使用對應(yīng)于輸入28的第一組非氣動(dòng)輸入和第一組權(quán)重、偏置和傳遞函數(shù)而在輸出節(jié)點(diǎn)32處生成第一空氣數(shù)據(jù)輸出值(例如，迎角)。合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可利用(例如，相同體系結(jié)構(gòu)形式的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26的)第二人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，所述第二人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在神經(jīng)元的隱藏層處使用第二組非氣動(dòng)輸入和第二組權(quán)重、偏置和傳遞函數(shù)而在輸出節(jié)點(diǎn)處生成第二空氣數(shù)據(jù)輸出值(例如，側(cè)滑角)。第二組非氣動(dòng)輸入(其被利用來生成側(cè)滑角空氣數(shù)據(jù)輸出值)可以是與第一組非氣動(dòng)輸入相同的一組非氣動(dòng)輸入或一組不同的非氣動(dòng)輸入。
在一些實(shí)例中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可存儲(chǔ)多個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，所述多個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各自可用來生成相同類別的空氣數(shù)據(jù)輸出值(例如，側(cè)滑角、迎角、校正空速或其他類別的空氣數(shù)據(jù)輸出值)。所述多個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可利用不同組輸入和不同的權(quán)重、偏置和傳遞函數(shù)來生成相同類別的空氣數(shù)據(jù)輸出值。在這類實(shí)例中，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可基于到多個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入的可用性和/或確定的可靠性來選擇所述多個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的哪一個(gè)用來生成所述類別的空氣數(shù)據(jù)輸出值。例如，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可接收和/或確定到所述多個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)的每個(gè)輸入的可靠性和/或精確度狀態(tài)。合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可選擇例如多個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的第一個(gè)以便在生成所述類別的空氣數(shù)據(jù)輸出值中使用。在到多個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的所選擇的第一個(gè)的一個(gè)或多個(gè)輸入被確定為不可靠(或不精確)并且到所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的第二個(gè)的每個(gè)輸入被確定為可靠(和精確)的情況下，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可選擇所述多個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的第二個(gè)以便在生成所述類別的空氣數(shù)據(jù)輸出值中使用。以此方式，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可通過使得能夠基于多個(gè)、不同組的非氣動(dòng)輸入中的任一個(gè)生成空氣數(shù)據(jù)輸出值而增加空氣數(shù)據(jù)輸出生成的魯棒性。
雖然圖2的示例性人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26被示出為包括神經(jīng)元30的單一隱藏層的前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，但是在一些實(shí)例中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26可采取遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的形式，在所述遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，單元(例如，輸入28、神經(jīng)元30和/或輸出節(jié)點(diǎn)32)之間的連接形成使人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26能夠存儲(chǔ)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的內(nèi)部狀態(tài)從而模擬動(dòng)態(tài)時(shí)間行為的有向循環(huán)。此外，在一些實(shí)例中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26可包括兩層或更多層神經(jīng)元30。
如本文所述，由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12實(shí)現(xiàn)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26可用來基于從飛機(jī)的各種產(chǎn)生系統(tǒng)接收的非氣動(dòng)輸入而生成一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出值。非氣動(dòng)輸入的使用可提供在飛機(jī)的操作(例如用于受控飛行)期間可使用的并且通過在設(shè)計(jì)上不同于基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的系統(tǒng)而生成的空氣數(shù)據(jù)輸出值。因此，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12生成的空氣數(shù)據(jù)輸出值的使用可通過增加可引起基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的反常行為的環(huán)境或其他條件不會(huì)不利地影響合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12的可能性來幫助增加飛機(jī)的操作可靠性。
圖3是示出通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理非氣動(dòng)輸入以生成一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出值的示例性操作的流程圖。出于清楚和便于討論的目的，下文在圖1的飛機(jī)10和圖2的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26的上下文內(nèi)描述所述示例性操作。
可接收多個(gè)非氣動(dòng)輸入(步驟34)。例如，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可接收由產(chǎn)生系統(tǒng)18通過數(shù)據(jù)集中器單元22并通過通信數(shù)據(jù)總線24所生成的多個(gè)非氣動(dòng)輸入?？纱_定是否啟用人工智能網(wǎng)絡(luò)的主動(dòng)訓(xùn)練(步驟36)。例如，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可確定是否啟用人工智能網(wǎng)絡(luò)26的主動(dòng)訓(xùn)練模式。在啟用主動(dòng)訓(xùn)練(步驟36的“是”分支)的實(shí)例中，可基于例如生成的空氣數(shù)據(jù)輸出值的反饋值和/或接收的參考值(諸如對應(yīng)的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值)來修改人工智能網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)(步驟38)。在不啟用主動(dòng)訓(xùn)練(步驟36的“否”分支)的實(shí)例中，可省略(或跳過)修改人工智能網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)的步驟。
可通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理多個(gè)非氣動(dòng)輸入，以生成空氣數(shù)據(jù)輸出值(步驟40)。例如，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26處理多個(gè)非氣動(dòng)輸入，以在輸出節(jié)點(diǎn)32處生成空氣數(shù)據(jù)輸出值。
可確定基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值是否為不可靠的(步驟42)。例如，任意一個(gè)或多個(gè)耗能系統(tǒng)20可確定由空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)16生成的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值是否為可靠的或者基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值是否為不可靠的。在基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值未被確定為不可靠(步驟42的“否”分支)的實(shí)例中，可利用基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值以便進(jìn)行操作，諸如用于飛機(jī)10的受控飛行(步驟44)。在基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值被確定為不可靠(步驟42的“是”分支)的實(shí)例中，可利用由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12生成的空氣數(shù)據(jù)輸出值以便進(jìn)行操作，諸如用于飛機(jī)10的受控飛行(步驟46)。例如，在某些實(shí)例中，可利用由一個(gè)或多個(gè)不同的(例如，主要的)系統(tǒng)生成的空氣數(shù)據(jù)輸出值以便進(jìn)行飛行，并且響應(yīng)于由一個(gè)或多個(gè)主要系統(tǒng)生成的空氣數(shù)據(jù)輸出值不可靠的確定，由合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12生成的空氣數(shù)據(jù)輸出值可用作備用空氣數(shù)據(jù)輸出值。
雖然上文描述的示例性操作包括確定是否啟用人工智能網(wǎng)絡(luò)的主動(dòng)訓(xùn)練的步驟36，但是其他示例性操作可不包括步驟36。例如，當(dāng)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被適配成使得主動(dòng)訓(xùn)練不可靠時(shí)，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可能不主動(dòng)地確定是否啟用主動(dòng)訓(xùn)練。相反，響應(yīng)于接收多個(gè)非氣動(dòng)輸入，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可直接前進(jìn)至步驟40。類似地，在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被適配成使得一直啟用主動(dòng)訓(xùn)練的實(shí)例中，響應(yīng)于接收多個(gè)非氣動(dòng)輸入，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)12可直接前進(jìn)至步驟38，而無需主動(dòng)地確定是否啟用主動(dòng)訓(xùn)練。
根據(jù)本公開的技術(shù)，合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)可通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理對應(yīng)于飛機(jī)操作參數(shù)的多個(gè)非氣動(dòng)輸入，以生成一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出值。合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)可輸出一個(gè)或多個(gè)空氣數(shù)據(jù)輸出值以便當(dāng)例如基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值被確定為不可靠時(shí)使用。因此，如本文所述的合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)可為在設(shè)計(jì)上不同于傳統(tǒng)的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的耗能系統(tǒng)提供生成的空氣數(shù)據(jù)輸出值的源，從而幫助增強(qiáng)飛機(jī)操作的可靠性。
以下是本發(fā)明的可能實(shí)施方案的非排他性描述。
方法包括通過飛機(jī)數(shù)據(jù)通信總線接收對應(yīng)于飛機(jī)操作參數(shù)的多個(gè)非氣動(dòng)輸入。所述方法還包括通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理多個(gè)非氣動(dòng)輸入以生成空氣數(shù)據(jù)輸出值，以及將所述空氣數(shù)據(jù)輸出值輸出至耗能系統(tǒng)以便在基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值被確定為不可靠時(shí)使用。
另外和/或可替代地，上一段的方法可任選地包括以下特征、配置、操作和/或另外部件中的任何一個(gè)或多個(gè)。
所述多個(gè)非氣動(dòng)輸入可包括飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推力參數(shù)、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流設(shè)置、飛行控制表面位置、飛行控制表面加載、飛機(jī)燃料使用速率、飛機(jī)重量、起落架位置、飛機(jī)質(zhì)量平衡、飛機(jī)加速度和飛機(jī)角速率中的一個(gè)或多個(gè)。
生成的空氣數(shù)據(jù)輸出值可選自包括以下各項(xiàng)的組：飛機(jī)校正空速、飛機(jī)真實(shí)空速、飛機(jī)馬赫數(shù)、飛機(jī)壓力高度、飛機(jī)迎角、飛機(jī)垂直速度和飛機(jī)側(cè)滑角。
人工智能網(wǎng)絡(luò)可包括具有神經(jīng)元的至少一個(gè)內(nèi)層的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，所述神經(jīng)元的至少一個(gè)內(nèi)層將一個(gè)或多個(gè)權(quán)重、偏置或傳遞函數(shù)應(yīng)用到所述多個(gè)非氣動(dòng)輸入中的每一個(gè)以生成空氣數(shù)據(jù)輸出值。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以是前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
可預(yù)先訓(xùn)練人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來確定一個(gè)或多個(gè)權(quán)重、偏置或傳遞函數(shù)。
通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理多個(gè)非氣動(dòng)輸入以生成空氣數(shù)據(jù)輸出值可包括在不改變一個(gè)或多個(gè)權(quán)重、偏置或傳遞函數(shù)的情況下，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理多個(gè)非氣動(dòng)輸入。
預(yù)先訓(xùn)練的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可基于對應(yīng)于飛機(jī)操作參數(shù)的多個(gè)非氣動(dòng)輸入來修改一個(gè)或多個(gè)權(quán)重、偏置或傳遞函數(shù)。
所述方法還可包括從基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)接收基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值，以及識別所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值是否被確定為是可靠的或者所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值是否被確定為是不可靠的。通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理多個(gè)非氣動(dòng)輸入以生成空氣數(shù)據(jù)輸出值還可包括當(dāng)所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值被確定為可靠時(shí)，通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理非氣動(dòng)輸入和所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值以生成空氣數(shù)據(jù)輸出值，以及當(dāng)所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值被確定為不可靠時(shí)，通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理非氣動(dòng)輸入而不處理所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值以生成空氣數(shù)據(jù)輸出值。
所述方法還可包括向耗能系統(tǒng)輸出空氣數(shù)據(jù)輸出值，所述耗能系統(tǒng)至少部分地基于所生成的空氣數(shù)據(jù)值來確定基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值是否不可靠。
所述方法還可包括確定基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值是否為不可靠的。
合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括至少一個(gè)處理器和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器。所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器被編碼有指令，所述指令在由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)引起合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過飛機(jī)數(shù)據(jù)通信總線接收對應(yīng)于飛機(jī)操作參數(shù)的多個(gè)非氣動(dòng)輸入。所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器被進(jìn)一步編碼有指令，所述指令在由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)引起合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理多個(gè)非氣動(dòng)輸入以生成空氣數(shù)據(jù)輸出值，并且將所述空氣數(shù)據(jù)輸出值輸出至耗能系統(tǒng)以便在基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值被確定為不可靠時(shí)使用。
另外和/或可替代地，上一段的合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)可任選地包括以下特征、配置、操作和/或另外部件中的任何一個(gè)或多個(gè)。
所述多個(gè)非氣動(dòng)輸入可包括飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推力參數(shù)、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流設(shè)置、飛行控制表面位置、飛行控制表面加載、飛機(jī)燃料使用速率、飛機(jī)重量、起落架位置、飛機(jī)質(zhì)量平衡、飛機(jī)加速度和飛機(jī)角速率中的一個(gè)或多個(gè)。
所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器可被編碼有指令，所述指令在由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)引起合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理多個(gè)非氣動(dòng)輸入以生成空氣數(shù)據(jù)輸出值，所述空氣數(shù)據(jù)輸出值選自包括以下各項(xiàng)的組：飛機(jī)校正空速、飛機(jī)真實(shí)空速、飛機(jī)馬赫數(shù)、飛機(jī)壓力高度、飛機(jī)迎角、飛機(jī)垂直速度和飛機(jī)側(cè)滑角。
所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器可被編碼有指令，所述指令在由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)引起合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過預(yù)先訓(xùn)練的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理多個(gè)非氣動(dòng)輸入，所述預(yù)先訓(xùn)練的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有神經(jīng)元的至少一個(gè)內(nèi)層，所述神經(jīng)元的至少一個(gè)內(nèi)層將一個(gè)或多個(gè)權(quán)重、偏置或傳遞函數(shù)應(yīng)用到多個(gè)非氣動(dòng)輸入中的每一個(gè)以生成空氣數(shù)據(jù)輸出值。
所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器可被編碼有指令，所述指令在由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)引起合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)在不改變一個(gè)或多個(gè)權(quán)重、偏置或傳遞函數(shù)的情況下通過預(yù)先訓(xùn)練的人工智能網(wǎng)絡(luò)處理多個(gè)非氣動(dòng)輸入，以生成空氣數(shù)據(jù)輸出值。
所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器可被編碼有指令，所述指令在由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)引起合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過基于對應(yīng)于飛機(jī)操作參數(shù)的多個(gè)非氣動(dòng)輸入來修改一個(gè)或多個(gè)權(quán)重、偏置或傳遞函數(shù)而通過預(yù)先訓(xùn)練的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理多個(gè)非氣動(dòng)輸入，以生成空氣數(shù)據(jù)輸出值。
所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器還可被編碼有指令，所述指令在由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)引起合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)從基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)接收基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值，并且識別所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值是否被確定為是可靠的或者所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值是否被確定為是不可靠的。所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器可被編碼有指令，所述指令在由所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)引起合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理多個(gè)非氣動(dòng)輸入，以至少通過以下方式生成空氣數(shù)據(jù)輸出值：引起合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)在所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值被確定為可靠時(shí)，通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理非氣動(dòng)輸入和所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值來生成空氣數(shù)據(jù)輸出值，并且當(dāng)所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值被確定為不可靠時(shí)，通過人工智能網(wǎng)絡(luò)處理非氣動(dòng)輸入而不處理所接收的基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值來生成空氣數(shù)據(jù)輸出值。
所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器還可被編碼有指令，所述指令在由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)引起合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)向至少部分地基于所生成的空氣數(shù)據(jù)值來確定基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值是否為不可靠的耗能系統(tǒng)輸出空氣數(shù)據(jù)輸出值。
所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器還可被編碼有指令，所述指令在由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)引起合成空氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)確定基于氣動(dòng)的空氣數(shù)據(jù)輸出值是否為不可靠的。
雖然已經(jīng)參考示例性實(shí)施方案描述本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可做出各種改變并可使用等效物來取代其元件。此外，在不背離本發(fā)明的基本范圍的情況下，可以做出許多修改來使具體情況或材料適應(yīng)本發(fā)明的教義。因此，意圖本發(fā)明并不限于所公開的具體實(shí)施方案，而是本發(fā)明將包括落在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有實(shí)施方案。