無源航空器翼尖撞擊檢測系統(tǒng)和方法
【專利說明】無源航空器翼尖撞擊檢測系統(tǒng)和方法
對相關申請的交叉引用
[0001]本申請要求2014年I月30日提交的美國臨時申請N0.61/933，335的權益。
技術領域
[0002]本申請一般地涉及航空器翼尖撞擊防止，并且更特別地涉及用于無源地檢測航空器翼尖撞擊的系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0003]航空器飛行員通常當在地面上時操縱航空器。這可以發(fā)生在地面操作期間，諸如當航空器正在滑行，被操縱著去往或來自飛機庫，或者去往或來自航站樓時。
[0004]地面上的障礙物，諸如結構、其它交通工具和其它障礙物，可能處于航空器的路徑上。飛行員可以經(jīng)由視線而檢測到這些障礙物。然而，在許多情況下，由于航空器的大小(例如，大的機翼掠角、從駕駛艙到翼尖的距離)以及飛行員的受限的視野，在地面操作期間可能難以監(jiān)視航空器的盡頭。結果，操作員可能未能檢測到位于航空器附近的“盲點”的障礙物。在許多情況下，飛行員可能未檢測到障礙物，直到太晚以致來不及采取正確的行動為止。為了對此有所緩解，許多航空器包括有源傳感器或攝像機或者感測潛在或逼近的撞擊。
[0005]與障礙物的碰撞不僅可以毀壞航空器，而且還可以使得航空器停止服務并且導致航班取消。與航空器的修理以及落地相關聯(lián)的成本是顯著的。因此，及時檢測和避免處于交通工具的地面路徑中的障礙物是需要解決的重要問題。
[0006]當前，沒有經(jīng)濟的系統(tǒng)可用于保護航空器免受翼尖撞擊。隨著航空器大小的增加，撞擊事故的概率和成本增加。因此，存在對這樣的系統(tǒng)的需要:所述系統(tǒng)能夠用最小的努力被翻新改進到航空器上，并且不依賴有源傳感器或航班乘務人員。本發(fā)明至少解決此需要。

【發(fā)明內容】

[0007]本概要被提供來以簡化形式描述選擇概念，其在【具體實施方式】中進一步描述。本概要不意圖標識所要求保護的主題的關鍵或必需特征，也不意圖用作幫助確定所要求保護的主題的范圍
[0008]在一個實施例中，用于無源地檢測航空器翼尖撞擊的方法包括生成機場的至少一部分的數(shù)字基礎地圖，所述機場包括一個或多個特定的翼尖撞擊威脅，所述數(shù)字基礎地圖由多個機場單元表示。向每個機場單元指派數(shù)值。被指派給每個機場單元的數(shù)值表示了與該機場單元相關聯(lián)的特定的翼尖撞擊威脅。生成索引計數(shù)陣列。索引計數(shù)陣列具有對于每個數(shù)值的分離的條目。數(shù)字航空器結構被生成，其表示航空器，并且由多個航空器單元表示。一部分的機場單元由多個航空器單元所替代。對被替代的機場單元的每個數(shù)值進行計數(shù)，從而確定與其相關聯(lián)的替代計數(shù)。與每個數(shù)值相關聯(lián)的替代計數(shù)被錄入到對于該數(shù)值的索引計數(shù)陣列中分離的條目中?；谒饕嫈?shù)陣列中的替代計數(shù)，檢測一個或多個潛在航空器翼尖撞擊。
[0009]在另一個實施例中，無源航空器翼尖撞擊檢測系統(tǒng)包括機場數(shù)據(jù)庫和處理器。機場數(shù)據(jù)庫具有在其中存儲的機場數(shù)據(jù)，其包括表示特定翼尖撞擊威脅的數(shù)據(jù)。處理器與機場數(shù)據(jù)庫可操作地通信。處理器被配置為從機場數(shù)據(jù)庫選擇性地檢索機場數(shù)據(jù)，并且依據(jù)其檢索來:生成機場的至少一部分的數(shù)字基礎地圖，所述機場包括一個或多個特定翼尖撞擊威脅；向每個機場單元指派數(shù)值，其表示與該機場單元相關聯(lián)的特定翼尖撞擊威脅；生成具有對于每個數(shù)值的分離條目的索引計數(shù)陣列；生成表示航空器的數(shù)字航空器結構，并且其由多個航空器單元來表示；用多個航空器單元替代一部分的機場單元；對被替代的機場單元的每個數(shù)值進行計數(shù)來確定與其相關聯(lián)的替代計數(shù)；將與每個數(shù)值相關聯(lián)的替代計數(shù)錄入到對于該數(shù)值的索引計數(shù)陣列中分離的條目中；以及基于索引計數(shù)陣列中的替代計數(shù)，檢測一個或多個潛在航空器翼尖撞擊。
[0010]此外，無源撞擊檢測系統(tǒng)和方法的其它合期望的特征和特性將從結合附圖和之前的【背景技術】所進行的隨后的【具體實施方式】和所附權利要求而變得顯而易見。
【附圖說明】
[0011]下文將結合以下附圖來描述本發(fā)明，其中同樣的數(shù)字指明同樣的元件，并目其中:
[0012]圖1描繪了無源翼尖撞擊檢測系統(tǒng)的實施例的功能框圖；
[0013]圖2描繪了具有在其上布置的數(shù)字航空器結構的數(shù)字基礎地圖的簡化表示；
[0014]圖3以流程圖形式描繪了由圖1的系統(tǒng)實現(xiàn)的檢測過程的實施例；
[0015]圖4-6描繪了在圖2中描繪的具有在其上布置的數(shù)字航空器結構的數(shù)字基礎地圖的一部分，以更清晰地圖示圖3的過程。
【具體實施方式】
[0016]以下【具體實施方式】本質上僅僅是示例性的，并且不意圖限制本發(fā)明或申請以及本發(fā)明的使用。如本文所使用的，詞語“示例性”意指“充當示例、實例或說明”。因此，本文描述為“示例性”的任何實施例并不一定要解釋為對于其它實施例是優(yōu)選或有利的。本文描述的所有實施例是示例性的實施例，其被提供以使得本領域技術人員能夠制成或使用本發(fā)明，并且不用來限制由權利要求限定的發(fā)明的范圍。此外，沒有意圖通過在之前的技術領域、【背景技術】、
【發(fā)明內容】
或以下【具體實施方式】中呈現(xiàn)的任何表述或暗含的理論進行界限。
[0017]首先參照圖1，描繪了無源翼尖撞擊檢測系統(tǒng)100的一個實施例的功能框圖。所描繪的系統(tǒng)100包括航空電子設備數(shù)據(jù)源102、機場數(shù)據(jù)庫104、以及處理器106，全部布置在航空器110內。航空電子設備數(shù)據(jù)源102可以用各種方式實現(xiàn)，并且可以包括眾多已知設備、子系統(tǒng)和傳感器中的任一個。不管其實現(xiàn)方式如何，航空電子設備數(shù)據(jù)源102被配置為感測和供給至少表示航空器定位、航空器速度以及航空器定向的航空器數(shù)據(jù)給處理器106。
[0018]機場數(shù)據(jù)庫104具有存儲在其中的機場數(shù)據(jù)。機場數(shù)據(jù)表示了各種特定翼尖撞擊威脅和各種其它機場結構。如本文所使用，術語“特定翼尖撞擊威脅”包含航空器機翼可能撞擊的固體物理結構的存在和不存在二者。特別地，特定翼尖撞擊包含開放區(qū)，其不包括固體物理結構，以及存在于機場中的各種物理結構。這樣的物理結構可以包括，例如，航站樓建筑物、非航站樓建筑物、固定的障礙物(例如，柵欄、柱、燈桿、標牌)，以及移動的對象(例如，行李車、其它航空器)。各種其它機場結構可以包括，例如，跑道和滑行道。翼尖撞擊威脅和其它機場結構可以用各種方式表示。但在描繪的實施例中，取決于對象，用單獨區(qū)段(或分段)、線、點和圓圈的形式表示這些實體。優(yōu)選地，盡管并非一定地，機場數(shù)據(jù)以相對簡單的壓縮格式存儲，其可以被處理器106容易和快速地解壓縮。
[0019]處理器106與機場數(shù)據(jù)庫104可操作地通信，并被配置為從中選擇性地檢索機場數(shù)據(jù)。如可以領會的，處理器106選擇性檢索的機場數(shù)據(jù)表示了航空器目前所位于的機場。如還可以領會的，對于其中以壓縮格式存儲機場數(shù)據(jù)的那些實施例，通過解壓縮所檢索的機場數(shù)據(jù)，處理器106生成數(shù)字基礎地圖。依據(jù)機場數(shù)據(jù)的檢索，處理器106生成機場的至少一部分的數(shù)字基礎地圖，其可以包括一個或多個航站樓建筑物、非航站樓建筑物、固定的對象以及移動的對象。在描繪的實施例中，將數(shù)字基礎地圖拷貝到地理參照(geo-referenced)的存儲器陣列 108。
[0020]處理器106還與航空電子設備102可操作地通信，并且被耦合以從其接收航空器數(shù)據(jù)。處理器106被配置為在這些數(shù)據(jù)的接收時確定當前航空器定位、速度以及定向，并且至少在一些實施例中，以預測未來航空器定位、速度以及定向。處理器106另外被配置為在航空器數(shù)據(jù)的接收時生成表示航空器110的數(shù)字航空器結構，并且將數(shù)字航空器結構布置到數(shù)字基礎地圖上。如以下將進一步描述的，處理器106生成的數(shù)字航空器結構包括環(huán)繞航空器的保護性包封(envelope)。
[0021]現(xiàn)在參照圖2，描繪了具有在其上布置的數(shù)字航空器結構204的數(shù)字基礎地圖202的簡化表示。所描繪的數(shù)字基礎地圖202包括多個特定翼尖撞擊威脅206。如前所注意的，術語“特定翼尖撞擊威脅”包含開放區(qū)，其不包