用于滑行道交通警示的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及用于滑行道交通警示的方法和系統(tǒng)。用于提供潛在碰撞警示給運(yùn)載工具的機(jī)組人員的系統(tǒng)和方法。該警示基于推測(cè)的飛行機(jī)組人員行動(dòng)和反應(yīng)時(shí)間、本機(jī)速度，和與交通相交之前安全停止本機(jī)所需的距離。位于本機(jī)(18)上的示例性系統(tǒng)(20)包括通信裝置(28)，其從地面交通接收信息；存儲(chǔ)器裝置(30)，其存儲(chǔ)本機(jī)信息和預(yù)定義常量；以及處理裝置，其基于所接收的本機(jī)信息和預(yù)定義常量，來(lái)確定在本機(jī)停在估計(jì)的完全停止位置之后，交通經(jīng)過(guò)本機(jī)時(shí)，到交通的距離，基于所確定的時(shí)間點(diǎn)來(lái)確定到地面交通運(yùn)載工具的距離，且如果所確定的距離小于預(yù)定義安全距離值，則生成潛在碰撞警示。外部照明裝置(40)在潛在碰撞警示被生成后輸出視覺(jué)照明。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于滑行道交通警示的方法和系統(tǒng)
【背景技術(shù)】
[0001 ] 飛行器(或地面運(yùn)載工具)和其他飛行器(或地面運(yùn)載工具)之間，在機(jī)場(chǎng)地表上的操作期間，特別是在夜間或低能見(jiàn)度條件下的潛在碰撞，存在顯著的問(wèn)題。
[0002]當(dāng)前的避撞系統(tǒng)，例如交通避撞系統(tǒng)(TCAS)僅在飛行器在空中時(shí)是有效的。而且，相對(duì)較少的大型機(jī)場(chǎng)配備有可監(jiān)測(cè)地表交通的雷達(dá)，且即使在其可用的情況下，該雷達(dá)在機(jī)場(chǎng)上通常具有許多“盲點(diǎn)”，在那里對(duì)飛行器或運(yùn)載工具的檢測(cè)是不可能的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明包括用于給飛機(jī)或運(yùn)載工具的機(jī)組人員提供即將發(fā)生的碰撞的警示的系統(tǒng)和方法。[0004]警示被觸發(fā)的時(shí)間取決于推測(cè)的飛行機(jī)組人員行動(dòng)和反應(yīng)時(shí)間、本機(jī)速度，和與交通相交之前安全停止本機(jī)所需的距離。此外，本發(fā)明不使用機(jī)場(chǎng)地圖數(shù)據(jù)。
[0005]位于本機(jī)上的示例性系統(tǒng)包括:通信裝置，其從地面交通運(yùn)載工具接收信息；存儲(chǔ)器裝置，其存儲(chǔ)本機(jī)信息和預(yù)定義常量；以及處理裝置，其基于所接收的本機(jī)信息和預(yù)定義常量來(lái)確定與本機(jī)的完全停止位置相關(guān)聯(lián)的時(shí)間點(diǎn)，基于所確定的時(shí)間點(diǎn)來(lái)確定到地面交通運(yùn)載工具的距離，且如果所確定的距離小于預(yù)定義安全距離值，則生成潛在碰撞警示。輸出裝置輸出所生成的潛在碰撞警示。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]下面參照以下附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選和替代實(shí)施例。
[0007]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例形成的示例性系統(tǒng)的框圖；
圖2是潛在碰撞條件期間一架飛行器照亮另一架飛行器的透視圖；
圖3是由本發(fā)明所執(zhí)行的示例性過(guò)程的流程圖；
圖4是在交叉軌道上滑行的兩架飛行器的自上而下的視圖；
圖5是圖4中所示出的情況的圖解。
【具體實(shí)施方式】
[0008]本發(fā)明在允許機(jī)組人員采取糾正行動(dòng)的足夠時(shí)間中識(shí)別與交通的潛在碰撞。本發(fā)明還確保了將妨礙警示或丟失警示最小化。本發(fā)明不依賴(lài)于針對(duì)機(jī)場(chǎng)的地圖數(shù)據(jù)的可用性。
[0009]圖1示出了位于本機(jī)(例如飛行器、機(jī)場(chǎng)地面運(yùn)載工具)18上的示例性系統(tǒng)20，用于對(duì)本機(jī)機(jī)組人員提供潛在地面操作碰撞的足夠早的警告。系統(tǒng)20包括與數(shù)據(jù)通信裝置28信號(hào)通信的處理器24、存儲(chǔ)器30 (即數(shù)據(jù)庫(kù))、輸出裝置32，導(dǎo)航/定位裝置34 (例如GPS、INS 等)和接口(IF)裝置 36。
[0010]處理器24從本機(jī)18上現(xiàn)有航空電子系統(tǒng)中接收以下數(shù)據(jù):
?地理位置(來(lái)自定位裝置34的經(jīng)度和緯度)；?航向(來(lái)自航向參考系統(tǒng)38 (例如陀螺儀、羅盤(pán)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)))；
?速度(來(lái)自定位裝置34);以及 ?翼展信息(來(lái)自存儲(chǔ)器30)。
[0011]處理器24從其他飛行器或運(yùn)載工具(“交通”)接收以下數(shù)據(jù):
?地理位置(經(jīng)度和緯度)；
?航向；
?速度；以及 ?尺寸類(lèi)別。
[0012]數(shù)據(jù)通信裝置28的示例包括自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視廣播(ADS-B)數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)。
[0013]處理器24還從存儲(chǔ)器30或一些外部源接收某些常量值，例如先前在各種出版物(例如RTCA D0-322)中所定義的那些常量值。常量值的示例包括:
?飛行機(jī)組人員反應(yīng)時(shí)間tK (秒)-警示通知和評(píng)估的時(shí)間；
?飛行機(jī)組人員行動(dòng)時(shí)間tA (秒)-做出判定和開(kāi)始制動(dòng)行動(dòng)的時(shí)間；
?飛行器“標(biāo)準(zhǔn)”減速a (米/秒2)_遵循警示進(jìn)行制動(dòng)時(shí)的減速率。
[0014]使用全部或部分所接收的數(shù)據(jù)，處理器24確定是否存在碰撞警示條件。如果碰撞警示條件被確定為存在，處理器24輸出警示信號(hào)到輸出裝置32。
[0015]圖2示出了已確定了存在與第二滑行飛行器54的潛在碰撞條件的第一滑行飛行器50。響應(yīng)于潛在碰撞條件確定，第一滑行飛行器50激活提供在第二滑行飛行器54的方向上的照明的燈(例如著陸燈)，從而將警示條件警示第二飛行器的飛行機(jī)組人員。
[0016]圖3示出了由系統(tǒng)20執(zhí)行的示例性過(guò)程60的流程圖；首先，在判定塊64處，處理器24確定本機(jī)是否在地面上。如果本機(jī)是地面運(yùn)載工具，那么此條件始終為真。如果本機(jī)是飛行器，那么基于通過(guò)IF裝置36從數(shù)據(jù)總線所接收的地面上指示符(例如輪上重量信號(hào))、本機(jī)位置和海拔高度信息、機(jī)場(chǎng)/地理信息(即海拔高度)或某些其他標(biāo)準(zhǔn)，處理器24確定此條件為真。
[0017]在本機(jī)被確定為在地面上之后，處理器24從其他鄰近的地面運(yùn)載工具接收信息。然后，過(guò)程60確定本機(jī)是否正在移動(dòng)，見(jiàn)判定塊70。如果本機(jī)被確定為正在移動(dòng)，那么過(guò)程60基于所接收的目標(biāo)信息和本機(jī)信息來(lái)確定潛在碰撞條件是否存在，見(jiàn)判定塊72。如果潛在碰撞條件不存在，那么過(guò)程60在延遲(塊74)之后返回到判定塊64。如果潛在碰撞條件存在，那么在塊76處，在所估計(jì)的本機(jī)停止位置之后交通將經(jīng)過(guò)本機(jī)時(shí)，確定到該交通的距離。
[0018]接著在判定塊80處，確定所確定的到交通的距離是否小于或等于預(yù)定安全距離值。如果到交通的距離不小于或等于預(yù)定安全距離值，那么過(guò)程60返回到判定塊64。如果到交通的距離小于或等于預(yù)定安全距離值，那么，在塊82處，潛在碰撞警示條件存在，且通過(guò)照亮本機(jī)的外部燈來(lái)執(zhí)行對(duì)該交通的警告。本機(jī)的照亮的外部燈向交通的飛行機(jī)組人員提供碰撞威脅存在的警告。在判定塊86處，在延遲之后，過(guò)程60確定潛在碰撞警示條件是否仍存在。如果潛在碰撞警示條件仍存在，那么在塊88處，改變一個(gè)或多個(gè)外部燈的照明(例如穩(wěn)定到閃爍；慢閃到快閃)。如果該延遲之后潛在碰撞警示條件被確定為不存在，那么在塊90處，一個(gè)或多個(gè)外部燈被熄滅。
[0019]外部燈是被指定專(zhuān)門(mén)用于此目的的燈，或者是本機(jī)的一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)有的燈(例如著陸燈)。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)外部燈第一次被照亮，其以預(yù)定義模式被照亮。預(yù)定義模式的示例包括在各種亮度級(jí)別上穩(wěn)定。預(yù)定義模式的另一個(gè)示例包括以第一速率閃爍。
[0021]當(dāng)一個(gè)或多個(gè)外部燈照明被改變時(shí)，單獨(dú)或組合地改變照亮一個(gè)或多個(gè)外部燈的各方面。例如，光強(qiáng)度改變、閃爍速率改變或如果存在一個(gè)以上的著陸燈，那么這些燈交替閃爍。如果在沒(méi)有足夠的分辨率的情況下，在延遲之后，潛在碰撞警示條件仍然存在，那么將可以假定，碰撞更加即將來(lái)臨。在此情況下，改變外部燈照明以便對(duì)采取行動(dòng)告知更直接的需求。增加一個(gè)或多個(gè)外部燈的閃爍速率或亮度是對(duì)采取行動(dòng)的告知需求的示例性方式。
[0022]在一個(gè)實(shí)施例中，輸出的警示包括駕駛艙地圖顯示器上的區(qū)域或交通的圖形加亮，是被呈現(xiàn)在顯示器上的文本消息或通過(guò)駕駛艙揚(yáng)聲器或耳機(jī)提供給機(jī)組人員的聽(tīng)覺(jué)消息。還可以使用觸覺(jué)警示系統(tǒng)。
[0023]潛在交通碰撞檢測(cè)的解決方案是建立在以下條件上的:
本機(jī)知道交通位置(例如來(lái)自交通ADS-B數(shù)據(jù)或其他源)；
本機(jī)知道交通航向(例如，來(lái)自交通ADS-B數(shù)據(jù)或其他源)；
本機(jī)知道交通速度(例如，來(lái)自交通ADS-B數(shù)據(jù)或其他源)；以及 本機(jī)知道交通尺寸類(lèi)別(例如來(lái)自交通ADS-B數(shù)據(jù)或其他源)；
根據(jù)例如來(lái)自交通ADS-B數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)器30中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)于交通飛行器的尺寸類(lèi)別的信息，確定交通的翼展。對(duì)于每個(gè)尺寸類(lèi)別，處理器24使用存儲(chǔ)器30中所存儲(chǔ)的翼展范圍的較高值。
[0024]當(dāng)確定全部停止位置時(shí)，處理器24使用以下常量:飛行機(jī)組人員反應(yīng)時(shí)間(tK(秒))；飛行機(jī)組人員行動(dòng)時(shí)間(tA (秒))；以及飛行器減速度(a ('s2))。
[0025]基于本機(jī)(OS)的速度，從以下公式計(jì)算出到全部停止(Tstot)的制動(dòng)距離(dBMke)和時(shí)間:
【權(quán)利要求】
1.一種由位于本機(jī)(18)上的系統(tǒng)(20)所執(zhí)行的方法,該方法包括: 在處理裝置(24)處， a.從地面交通運(yùn)載工具接收信息； b.接收本機(jī)信息； c.基于所接收的本機(jī)信息和一個(gè)或多個(gè)預(yù)定義常量，來(lái)確定在本機(jī)的所估計(jì)的完全停止位置之后，地面交通運(yùn)載工具將經(jīng)過(guò)本機(jī)的距離；以及 d.如果所確定的距離小于預(yù)定義安全距離值，則生成潛在碰撞警示；以及 在外部照明裝置(32)處，在潛在碰撞警示的生成之后，提供朝向地面交通運(yùn)載工具的照明。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中來(lái)自地面交通運(yùn)載工具的所接收的信息包括用于地面交通運(yùn)載工具的速度、航向、位置和尺寸信息，進(jìn)一步包括，在處理裝置處，基于用于本機(jī)的尺寸信息和翼展信息，從本地存儲(chǔ)器裝置(30)檢索用于地面交通運(yùn)載工具的翼展信息，其中所述預(yù)定義的安全距離值是基于本機(jī)和地面交通運(yùn)載工具的翼展信息的，其中所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)定義常量包括機(jī)組人員反應(yīng)時(shí)間常量、機(jī)組人員行動(dòng)時(shí)間常量和本機(jī)減速率值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，在處理裝置處，改變由外部照明裝置所提供的照明，其中改變包括改變亮度或閃光速率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述外部照明裝置包括兩個(gè)或更多個(gè)燈，其中照明包括改變兩個(gè)或更多個(gè)燈之間的照明。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，`進(jìn)一步包括: 在處理裝置處， 在a-d)之前，基于用于本機(jī)和地面交通運(yùn)載工具的當(dāng)前速度和航向信息，來(lái)確定所述本機(jī)和地面交通運(yùn)載工具之間的最小距離； 基于所確定的最小距離來(lái)確定潛在碰撞條件是否存在；以及 如果潛在碰撞條件未被確定為存在，則暫停a-d)的操作。
6.—種位于本機(jī)上的系統(tǒng)(20),該系統(tǒng)包括: 通信裝置(28)，其被配置為從地面交通運(yùn)載工具接收信息； 存儲(chǔ)器裝置(30)，其被配置為存儲(chǔ)本機(jī)信息和一個(gè)或多個(gè)預(yù)定義常量； 處理裝置(24)，其與通信裝置和存儲(chǔ)器裝置信號(hào)通信，該處理裝置被配置為: 基于所接收的本機(jī)信息和一個(gè)或多個(gè)預(yù)定義常量來(lái)確定在本機(jī)的估計(jì)的完全停止位置之后，地面交通運(yùn)載工具將經(jīng)過(guò)本機(jī)的距離，其中所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)定義常量包括機(jī)組人員反應(yīng)時(shí)間常量、機(jī)組人員行動(dòng)時(shí)間常量或本機(jī)減速率值；以及 如果所確定的距離小于預(yù)定義安全距離值，則生成潛在碰撞警示；以及外部照明裝置(40)，其被配置為在潛在碰撞警示的生成之后，提供朝向地面交通運(yùn)載工具的照明。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中來(lái)自地面交通運(yùn)載工具的所接收的信息包括用于地面交通運(yùn)載工具的速度、航向、位置和尺寸信息，其中所述存儲(chǔ)器裝置包括用于本機(jī)和各種尺寸的運(yùn)載工具的翼展信息，其中所述處理器基于尺寸信息從所述存儲(chǔ)器裝置中檢索用于地面交通運(yùn)載工具的翼展信息，其中所述預(yù)定義的安全距離值是基于本機(jī)和地面交通運(yùn)載工具的翼展信息的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中所述處理裝置改變亮度或閃光速率。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中所述外部照明裝置包括兩個(gè)或更多個(gè)燈，其中所述照明包括改變兩個(gè)或更多個(gè)燈之間的照明，其中所述外部照明裝置包括至少一個(gè)降落燈。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中所述處理裝置被進(jìn)一步配置為: 基于用于本機(jī)和地面交通運(yùn)載工具的當(dāng)前速度和航向信息，來(lái)確定所述本機(jī)和地面交通運(yùn)載工具之間的最小距離； 基于所確定的最小距離來(lái)確定潛在碰撞條件是否存在；以及 如果潛在碰撞條件未被確定為存在，則暫停潛在碰撞警示操作的生成。
【文檔編號(hào)】G08G7/02GK103514760SQ201310254655
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月26日
【發(fā)明者】T.卡布爾特, T.馬茨, J.H.格拉弗, M.杜西 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司