避免地面上的飛行器和障礙物發(fā)生碰撞的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例通常涉及飛行器，以及更具體地涉及用于避免地面上的飛行器和障礙物之間發(fā)生碰撞的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]飛行器的操作人員必須經(jīng)常操縱地面上的飛行器。這種情況會(huì)在地面操作過(guò)程中發(fā)生，所述地面操作諸如當(dāng)飛行器正在滑行時(shí)，操縱進(jìn)出飛行器庫(kù)時(shí)，或使得飛行器逆行遠(yuǎn)離終點(diǎn)站時(shí)。
[0003]地面上的障礙物(諸如建筑物、另外的飛行器、車輛和其它障礙物)可能位于滑行飛行器的路徑上。操作人員經(jīng)過(guò)培訓(xùn)以便利用他們的視覺(jué)來(lái)檢測(cè)這些障礙物。然而，在許多情況下，由于飛行器的尺寸(例如，大的機(jī)翼后掠角，從駕駛員座艙到翼尖的距離等)以及操作人員在飛行器周圍區(qū)域內(nèi)視域受限，對(duì)于操作人員而言在地面操作過(guò)程中會(huì)難于監(jiān)控飛行器的最遠(yuǎn)部位。其結(jié)果是，操作人員可能無(wú)法檢測(cè)到可能處于飛行器翼尖路徑上的障礙物。在許多情況下，操作人員只能在采取防止與障礙物發(fā)生碰撞所需的規(guī)避動(dòng)作已經(jīng)為時(shí)已晚的情況下才檢測(cè)到障礙物。
[0004]與障礙物發(fā)生碰撞不僅能夠損壞飛行器，而且還可以使得飛行器發(fā)生故障以及導(dǎo)致航班取消。與飛行器維修和迫降相關(guān)的成本會(huì)是顯著的。因此，及時(shí)檢測(cè)到位于飛行器地面路徑上的障礙物并避免與其發(fā)生碰撞是需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題。
[0005]因此，希望提供可以減少飛行器和障礙物之間發(fā)生碰撞的可能性和/或防止飛行器和障礙物之間發(fā)生碰撞的方法、系統(tǒng)和設(shè)備。還希望協(xié)助操作人員操縱飛行器，且給正在操縱飛行器的操作人員提供輔助指導(dǎo)，使得能夠避免與這種障礙物發(fā)生碰撞。還希望提供可用于檢測(cè)地面上的障礙物并確定飛行器相對(duì)于所檢測(cè)到障礙物的當(dāng)前和預(yù)測(cè)位置的技術(shù)。還希望給操作人員提供采取適當(dāng)?shù)牟襟E以避免飛行器和所檢測(cè)到的障礙物之間發(fā)生碰撞的機(jī)會(huì)。此外，結(jié)合附圖和前述的技術(shù)領(lǐng)域和前述技術(shù)領(lǐng)域和【背景技術(shù)】，本發(fā)明的其它所需特征和特性將從隨后的詳細(xì)描述和所附的權(quán)利要求變得顯而易見(jiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，提供用于避免地面上的飛行器和障礙物之間發(fā)生碰撞的一種方法，所述方法包括:從傳感器接收指示飛行器向前方向的方向信號(hào)以及從攝像機(jī)接收表示從飛行器翼尖的視域的視頻圖像。利用這些信息，處理器基于方向信號(hào)確定飛行器翼尖將行進(jìn)通過(guò)其的預(yù)測(cè)路徑。視頻圖像與表示視域內(nèi)預(yù)測(cè)路徑的疊加圖(overlay) —起顯示。以這種方式，疊加圖提供協(xié)助防止飛行器與視域中的障礙物發(fā)生碰撞的信息。
[0007]在另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括提供指示飛行器方向的方向信號(hào)的傳感器；以及用于提供飛行器翼尖視域內(nèi)的視頻圖像的攝像機(jī)。處理器基于方向信號(hào)確定在飛行器翼尖視域內(nèi)的用于飛行器翼尖的預(yù)測(cè)路徑并用于生成表示預(yù)測(cè)路徑的疊加圖像。顯示視頻圖像和疊加圖以便提供協(xié)助避開(kāi)障礙物的信息。
【附圖說(shuō)明】
[0008]在下文將結(jié)合以下附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，其中相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件，以及:
[0009]圖1A和圖1B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的飛行器的示意圖；
[0010]圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的飛行控制系統(tǒng)的方框圖；
[0011]圖3至圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的飛行器的顯示器的示意圖；
[0012]圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的處于被拖曳狀態(tài)下的飛行器的示意圖；以及
[0013]圖7是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如本文所用，詞語(yǔ)“示例性”意味著“充當(dāng)實(shí)例、例子或例證”。以下詳細(xì)描述在本質(zhì)上僅僅是示例性的，而并不意旨限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和用途。在本文中描述成“示例性的”的任何實(shí)施例并不一定被解釋成優(yōu)于或勝過(guò)其它實(shí)施例。在該【具體實(shí)施方式】部分中所述的所有實(shí)施例是為了使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明而并非限制由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍而提供的示例性實(shí)施例。此外，決不意旨受到在前面的技術(shù)領(lǐng)域、【背景技術(shù)】、
【發(fā)明內(nèi)容】
、以下【具體實(shí)施方式】部分而言所呈現(xiàn)的任何明示或暗示理論的約束。
[0015]圖1A和圖1B示出飛行器100，其包括根據(jù)某些實(shí)施例的用于實(shí)施光學(xué)翼尖監(jiān)控系統(tǒng)的儀表。如下面將要描述的那樣，翼尖監(jiān)控系統(tǒng)可用于減少或消除飛行器100與當(dāng)飛行器正在滑行時(shí)處于飛行器翼尖路徑上的障礙物之間發(fā)生碰撞的可能性。
[0016]根據(jù)一個(gè)非限制性實(shí)施例，飛行器100包括垂直穩(wěn)定翼102 ;兩個(gè)水平穩(wěn)定翼104-1和104-2 ;兩個(gè)主翼106-1和106-2 ;兩個(gè)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)108-1，108-2 ;以及光學(xué)空中交通檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括大致位于飛行器100翼尖處的攝像機(jī)110-1，110-2。雖然噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)108-1，108-2被示出為安裝到機(jī)身上，但是該布置是非限制性的，且在其它實(shí)施方式中噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)108-1，108-2可安裝到機(jī)翼106-1，106-2上。另外，所示的攝像機(jī)110-1，110-2的相應(yīng)位置是非限制性的，但通常而言，攝像機(jī)110-1,110-2定位成用于提供飛行器右機(jī)翼和左機(jī)翼的翼尖視域(110-1’，110-2’)。在一些實(shí)施例中，攝像機(jī)110-1，110-2可大致定位在飛行器翼尖處。在一些實(shí)施例中(例如，由于物理空間要求或如圖所示的展開(kāi)的翼尖設(shè)計(jì))，攝像機(jī)110-1，110-2可定位在與實(shí)際翼尖相距已知距離處。這允許在攝像機(jī)視域的中心和所顯示圖像中的實(shí)際翼尖之間進(jìn)行補(bǔ)償，如將在下文中更詳細(xì)論述的那樣。
[0017]攝像機(jī)110-1，110-2用于獲取視域(FOV) 110-1，，110-2，的視頻圖像。在一些實(shí)施例中，攝像機(jī)110_1,110-2是視頻攝像機(jī)，其能夠以選定的巾貞率(例如，每秒30巾貞)獲取具有FOV的視頻圖像。在一些實(shí)施例中，攝像機(jī)110-1，110-2仍可為圖像攝像機(jī)，其可根據(jù)所希望的圖像輸入速率以選定的或可變的攝像速率操作。此外，攝像機(jī)110-1，110-2可利用下述攝像機(jī)來(lái)執(zhí)行，諸如高清晰度的攝像機(jī)，對(duì)夜間操作具有低光性能的錄像機(jī)和/或具有紅外(IR)能力的攝像機(jī)等等。在一些實(shí)施例中，可以采用多個(gè)攝像機(jī)，以及利用常規(guī)的虛擬圖像技術(shù)將相應(yīng)的FOV組合或“拼接”到一起。
[0018]在一些實(shí)施例中，視域(FOV) 110-1’，110-2’可根據(jù)飛行器100的實(shí)施方式和設(shè)計(jì)來(lái)改變這樣FOV可由操作人員(飛行員)來(lái)改變或根據(jù)其它信息自動(dòng)地改變。在一些實(shí)施例中，攝像機(jī)的視域110-1’，110-2’可以是固定的，而在其它情況下其也可以是可調(diào)節(jié)的。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，攝像機(jī)110-1，110-2可具有可變焦距(即，變焦透鏡)，其可以被調(diào)節(jié)以改變視域110-1’，110-2’。因此，該實(shí)施例可基于周圍區(qū)域和/或飛行器的速度來(lái)改變視場(chǎng)和視域，這樣可以改變?cè)谝曈?10-1’，110-2’內(nèi)的空間位置和大小。當(dāng)攝像機(jī)110-1，110-2具有可調(diào)節(jié)的FOV時(shí)，處理器(在圖1A-1B中未示出)可以命令攝像機(jī)攝像頭來(lái)預(yù)先調(diào)整F0V。攝像機(jī)110-1，110-2的光學(xué)距離也可以根據(jù)飛行器100的實(shí)施方式和設(shè)計(jì)而改變。
[0019]根據(jù)示例性實(shí)施例，飛行器100機(jī)載的傳感器用于提供指示飛行器向前方向和轉(zhuǎn)向方向的方向信號(hào)。在一些實(shí)施例中，傳感器采用的是旋轉(zhuǎn)傳感器(yaw sensor)(在圖1A-1B中未示出)，以及在一些實(shí)施例中采用起落架方向或轉(zhuǎn)向傳感器112。通過(guò)獲知飛行器100在滑行時(shí)將移動(dòng)的方向，機(jī)載計(jì)算機(jī)可以預(yù)測(cè)飛行器翼尖將行進(jìn)通過(guò)其的路徑。利用該信息，產(chǎn)生疊加圖像以便連同來(lái)自攝像機(jī)110-1,110-2的視頻圖像一同顯示。組合的圖像給操作人員(例如，飛行員)提供翼尖路徑的視覺(jué)指示，并且可由操作人員看到會(huì)與機(jī)翼(或翼尖)發(fā)生碰