[發明專利]飛行器自動駕駛系統和方法以及飛行器

在審

• 申請號: 201810122395.0
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108398957A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: T·維厄
• 申請（專利權）人: 空客直升機
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 羅婷婷;顧嘉運

本發明涉及一種自動駕駛系統(20)，該自動駕駛系統(20)包括機載單元(25)。該機載單元(25)具有冗余且相互獨立的多個傳感器集合(40)以及多個計算通道(50)，每一計算通道(50)被連接到所述傳感器集合(40)中的一個傳感器集合中的傳感器并接收來自所述傳感器的數據。監管器(60)被連接到所述一個傳感器集合(40)中的傳感器，所述監管器(60)具有將所述計算通道(50)中的最多一個計算通道耦合到控制構件(30)的功能，所述監管器(60)具有在飛行器(1)的當前行為偏離預定的預測行為的情況下將所耦合的通道與控制構件解耦的功能。

相關申請的交叉引用

本申請要求2017年2月8日提交的FR 17 00133的權益，其公開通過援引整體納入于此。

技術領域

本發明涉及用于自動駕駛飛行器的系統和方法，以及配備有該系統的飛行器。例如，這樣的飛行器可以是旋翼飛機和/或被稱為無人航空載具(UAV)的無人駕駛飛行器。

背景技術

傳統地，飛行器包括受駕駛構件。受駕駛構件使得飛行器在三維空間中的移動能夠得到控制。受駕駛構件可包括至少一個引擎、旋子的葉片、以及可能至少部分有助于向飛行器提供推進力和/或升力的旋子，襟翼，和例如布置在水平尾翼或垂直尾翼(分別被稱為升降舵或方向舵)上的襟翼……。

如以下所使用的術語“受駕駛構件”由此指定使得有可能修改飛行器在三維空間中的位置的任何構件，這些構件也許可能是空氣動力構件。

飛行器并且尤其是無人駕駛飛行器可包括使得該飛行器能夠沿著規劃的路徑被引導的自動駕駛系統。

這樣的自動駕駛系統可包括控制受駕駛構件的控制構件。在這樣的情形下，自動駕駛系統包括根據各傳感器測得的飛行數據來控制控制構件的計算機。作為示例，該計算機可有可能通過控制用于將燃料注入引擎的系統來控制由引擎所產生的功率。該計算機還可控制執行器，該執行器在飛行器的參考坐標系中控制空氣動力控制表面的位置。例如，執行器可設置至少部分有助于向飛行器提供升力和/或推進力的至少一個旋子的葉片的間距。執行器還可設置至少一個襟翼(例如，被布置在機翼上、水平尾翼上、垂直尾翼上……)的迎角。

該計算機可根據各約束(諸如，滾轉/俯仰/偏航和推力(thrust)的移動設置點)來控制控制構件以便遵循所存儲的路徑。

在承載一群人的重型飛行器上，自動駕駛系統可足夠穩健以符合生效的用于授權尤其是超過某一人數的飛行的設計和實現標準。于是，組成這樣的自動駕駛系統的裝備必須呈現很高的可靠性/安全性等級，其中這樣的可靠性/安全性等級有時被稱為研制保證等級(DAL)。在給出飛行器的總重量的情況下，這樣的自動駕駛系統可于是呈現可觀但合理的重量。

對于輕量式無人駕駛飛行器而言，自動駕駛系統在重量方面較輕。于是，自動駕駛系統可由具有較低可靠性/安全性等級的裝備組成。這樣的自動駕駛系統可在符合設計和實現標準方面遇到困難。某些自動駕駛系統的組件元件使得無人駕駛飛行器能夠在規劃的路徑上被引導，但不一定在可靠性和安全性方面與為了按照民用航空條例飛行而所需符合的標準兼容。因此，不可能授權這樣的飛行器在超過某一人數的情況下的商用飛行。

文獻FR 2 958 418描述了一種用于管理無人駕駛飛行器的系統。該文獻解說了一種具有地面站和無人駕駛飛行器的系統。

該系統提供構建飛行計劃的功能、構建路徑的功能以及使得能夠生成引導設置點的引導功能。在各變體中，某些功能可由地面站或由飛行器的自動駕駛系統執行。此外，自動駕駛系統通過準備用于在引導設置點的基礎上控制飛行器的控制信號來執行控制功能。

文獻US 4 644 538、US 2007/164166和WO 2016/193884也是已知的。文獻US2007/164166尤其不同于本發明，因為它涉及所謂的“電傳飛行”電氣控制系統，而非涉及自動駕駛系統。

發明內容