[發明專利]幫助評估飛行器在受限環境遵循的飛行路線的方法和裝置

有效

• 申請號: 201110399453.2
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN102591352A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 安德烈亞·焦萬尼尼;托馬斯·帕斯特
• 申請（專利權）人: 空中客車營運有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏金霞;田軍鋒

技術領域

本發明涉及一種用于幫助評估供飛行器、特別是運輸機在受限環境下遵循的飛行路線的方法和裝置。

背景技術

在本發明的范圍內，受限環境指在飛行器位置周圍確定的且可能包含物體(或障礙物)的環境(或給定形狀和尺寸的空間區域)，特別是出于明顯的安全原因或簡單地由于飛行舒適度的原因，飛行器應避免與所述物體發生碰撞，所述物體可以是固定物體，例如山脈或山丘，或者是活動物體，例如天氣干擾區，尤其是風暴區或其它飛行器。

本發明被應用于供飛行器遵循的所有類型的飛行路線中。其可特別涉及由飛行器的管理飛行的系統或者能提供未來路線的幾何形狀預測的其它常用系統傳遞的飛行路線。其還可以涉及在飛行過程中生成的路線或者存儲的飛行平面。

本發明的目的在于允許飛行器的飛行員評估這樣的飛行路線的有效性，所述飛行路線在(具有例如在相同空間中演變的風暴區或其它飛機的)動態環境下被考慮，其目的尤其在于為機組人員在所述的受限環境下在飛機上進行決策提供支持。

目前，在飛行器的駕駛室中為評估路線提供支持和幫助的工具并不存在。特別地，ND型(英語為《Navigation?Display》)常用導航屏顯示當前飛行平面，但不提供涉及例如有關該飛行平面的裕度/余量(marges)的任何信息。

發明內容

本發明的目的在于彌補所述缺點。本發明涉及一種用于幫助飛行器，尤其是運輸機的機組人員，評估由該飛行器在受限環境下，即可能含有固定和活動障礙物的環境下遵循的任一飛行路線的方法。

根據本發明，所述方法的特征在于：

A/參考至少有關飛行器周圍環境的含有活動障礙物的至少一個第一數據庫以及含有固定障礙物的至少一個第二數據庫，自動確定所述飛行路線的多個相繼的點，即測試點，且對所述飛行路線的各所述連續測試點分別以自動方式實施以下操作：

a)估算飛行器在考慮的測試點的通過時刻；

b)借助所述第一數據庫，推導在所述通過時刻活動障礙物的位置；且

c)實施碰撞測試，用于驗證在所述測試點處垂直于飛行器移動矢量而設置的測試矢量是否一方面阻擋了在該通過時刻所推導的位置上的活動障礙物，而另一方面阻擋了所述第二數據庫的固定障礙物，且確定出位于所考慮的測試點的兩側，且取決于所述碰撞測試的結果的臨界點；

B/以自動方式連接所有由此確定的臨界點，從而在所述飛行路線周圍形成被稱為自由區的區域；且

C/在飛行器的顯示屏上自動顯示所述飛行路線，以及與該飛行路線相關的，能幫助評估所述飛行路線的自由區。

因此，通過本發明，可以清晰顯示在動態環境中所確定的飛行路線周圍的免于所有障礙物的自由區。該自由區體現了飛行器在完整的飛行路線上可能的回旋裕度。因此，在駕駛室的顯示屏上顯示該區域能幫助機組人員，尤其是飛行員對所考慮的路線上的導航的復雜性進行非常快速的評估。

根據本發明的方法尤其具有以下優點：

-其因此能為機組人員在飛機上決策中提供支持。飛行員的推導能力不足以使其能在策略上評估所遵循的飛行路線是否能避開活動的動態障礙物(例如風暴單元)的碰撞。本發明對環境的潛在變化進行分析，且借助單次顯示，呈現能評估路線有效性的信息；且

-除了分析路線是否橫穿被認為危險的區域，根據本發明的方法還在完整的路線(的基礎)上提供了一自由度區(自由區)，該自由區顯示了飛行器的回旋裕度。把該區域顯示在顯示屏上，可以允許機組人員對沿所考慮的飛行路線駕駛的特征和風險進行迅速的評估。

本發明因此提供了單次顯示，該顯示體現了在給定的時刻窗(funêtrede?temps)內相對于飛行路線的整體環境變化。

在本發明的范圍中，可以在水平(側向)平面或豎直平面上實施所述碰撞測試，且更一般地實施本發明。然而，在優選的實施方式中，可以同時在水平平面和豎直平面上實施本發明，從而確定并提供在所考慮的飛行路線的周圍的整體空間上被定義的自由區。

此外，有利地，如果飛行路線的一部分穿過所述第一和第二數據庫的任一(固定或活動的)障礙物，把該情況特別通過自由區的缺失和受影響路線的部分超亮地在步驟C/實現的明顯的顯示中。

此外，有利地：

-在步驟A/，把沿飛行路線的相繼的點自動確定為測試點，所述相繼的點每次以不變的距離被相互隔開；且/或

-在步驟A/a，根據前面的測試點上估測的通過時刻以及飛行器的估測速度，估算所考慮的測試點上的通過時刻。

為了實施本發明，使用一個或多個含有活動(或動態)障礙物的第一數據庫。特別地，有利地，在步驟A/：