[發明專利]用于基于感測到的空氣移動控制飛機的系統和方法

在審

• 申請號: 201780094415.1
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN111051921A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: Z·T·洛芙琳;A·斯托赫克;G·C·鮑爾
• 申請（專利權）人: 空中客車A^3有限責任公司
• 主分類號: G01S17/93
• 分類號: G01S17/93;B64C3/38;B64C3/40;B64C3/52;B64C13/18;B64C19/02;G01M5/00
• 代理公司: 北京世峰知識產權代理有限公司 11713
• 代理人: 卓霖;許向彤

一種用于飛機(10)的監測系統(5、205)具有傳感器(20、30)，這些傳感器用于感測飛機周圍的空氣移動。監測系統可以使用來自傳感器的信息來估計空氣移動對飛機的影響，并且確定如何控制飛機的部件，諸如飛行控制面和推進系統，以補償這種影響。監測系統還可以基于空氣移動信息評估飛機性能，并且提供用于提高這種性能的控制輸入。還可以基于空氣移動信息使監測系統確定用于避開碰撞威脅的更佳飛行路線。

背景技術

飛機在飛行期間可能遭遇各種各樣的大氣條件，諸如狂風、雨、冰雹、凍結溫度或其他天氣條件。陣風可能給飛機造成壓力，并且可能影響乘客的舒適以及飛機的可控性或性能。在某些情況下，強風還可能對飛機造成損壞。對于小型飛機，陣風的影響被進一步放大，在這種情況下，即使是較小的風和大氣變化也對飛機具有更大的影響。

如果有關飛機飛行路線中的陣風的信息準確并且提前足夠遠地接收，則該信息可以允許飛機避開強陣風。一些飛機從諸如天氣報告、來自其他飛機的傳輸或操作員觀測的來源接收陣風信息。即使各種來源都可以能夠提供有關陣風的信息，但飛機無法在所有情況下都訪問這種信息，并且這種信息無法指示陣風的精確位置。

附圖說明

本公開可以參照以下附圖來更佳地理解。附圖的元件不是必須相對于彼此為等比例，重點反而置于清楚地例示本公開的原理。

圖1描繪了根據本公開的一些實施方式的具有飛機監測系統的飛機的三維立體圖。

圖2是例示了根據本公開的一些實施方式的飛機監測系統的各種部件的框圖。

圖3是例示了根據本公開的一些實施方式的數據過濾器的框圖。

圖4是例示了根據本公開的一些實施方式的感測和避開元件的框圖。

圖5是例示了根據本公開的一些實施方式的飛機控制器的框圖。

圖6是例示了根據本公開的一些實施方式的、用于補償空氣移動的方法的流程圖。

圖7是例示了根據本公開的一些實施方式的、用于增強機翼的空氣動力性能的方法的流程圖。

圖8描繪了根據本公開的一些實施方式的具有在城市環境中運行的飛機監測系統的飛機的三維立體圖。

具體實施方式

本公開總體涉及用于控制交通工具的系統和方法。在一些實施方式中，飛機包括飛機監測系統，該飛機監測系統具有用于感測空氣移動的傳感器，該空氣移動用于做出控制決策，諸如飛行路線選擇以及姿態和速度調節。作為示例，激光雷達(LIDAR)傳感器可以用于檢測在飛機周圍的空氣顆粒的移動，以確定在飛機附近的多個點處的空氣速度。基于感測到的空氣移動，系統可以識別強陣風的區域，而且確定關于空氣移動的屬性，諸如其對飛機性能的可能影響。然后可以基于傳感器數據來控制飛機避開強陣風或抵消空氣移動。

在其他示例中，系統可以基于空氣移動以其他方式控制飛機。作為示例，系統可以改變飛機的航向，以更佳地利用順風或幫助避免或減輕逆風的影響。系統還可以控制飛機在某種意義上做出改進的路徑選擇決策并避免應用。作為示例，基于感測到的空氣移動，系統可以更準確地確定逃逸包線(例如，可能路線的范圍)，該包線用于避開可能是飛機的碰撞威脅的感測到的物體。這種逃逸包線可以考慮飛機的性能特性以及感測到的空氣移動對這種性能特性的影響。逃逸包線還可以考慮由感測到的空氣移動指示的強陣風來進行路線選擇(例如，限定逃逸包線，以避開強陣風)。在另一些示例中，感測到的空氣移動的其他用途是可以的。在美國專利申請No.62/503311中還描述了用于限定逃逸包線并選擇路線以避免碰撞威脅的示例性技術，此處以引證的方式將該申請全文并入。如其中注釋的，系統還可以使用關于飛機的信息，諸如其能力(例如，機動性)、能量預算或運行狀態，來創建逃逸包線。