[發明專利]用于防止飛機地面碰撞的預警方法及系統

有效

• 申請號: 201910966383.0
• 申請日: 2019-10-12
• 公開（公告）號: CN110838247B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 袁文鐸;方習高;李林劍;夏大旺;許海峰;宣東
• 申請（專利權）人: 中國商用飛機有限責任公司;中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究院
• 主分類號: G08G5/04
• 分類號: G08G5/04;G08G5/02;G08G5/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 易詠梅;李立行

1.一種用于防止飛機地面碰撞的預警方法，其特征在于，所述預警方法包括以下步驟：

采集飛機的起落架前輪的轉向角度以及飛機的地速；

采集飛機周圍的障礙物信息，其中所述障礙物信息包括距離信息、方向信息和圖像信息；

基于飛機構型數據、所述轉向角度及所述地速，并結合預設的碰撞風險反應時間，計算飛機的安全邊界；

基于所述障礙物信息生成飛機環境圖像；

通過在所述飛機環境圖像的基礎上添加用于表征所述安全邊界的虛擬圖像，形成預警圖像，并向駕駛員顯示所述預警圖像；

其中，計算飛機的安全邊界的步驟包括：

基于所述飛機構型數據、所述轉向角度及所述地速，并結合預設的碰撞風險反應時間，在所述轉向角度在所述碰撞風險反應時間內不變的條件下，計算飛機的第一安全邊界；

基于所述飛機構型數據、所述轉向角度及所述地速，并結合預設的碰撞風險反應時間，在所述轉向角度在所述碰撞風險反應時間內以預設的合理變化率變化的條件下，計算飛機的第二安全邊界。

2.如權利要求1所述的預警方法，其特征在于，利用布置于飛機上的多個位置并具有多個朝向的傳感設備采集所述障礙物信息。

3.如權利要求1所述的預警方法，其特征在于，所述飛機構型數據包括飛機的前輪、機頭、翼尖和平尾的最小轉彎半徑中的部分或全部。

4.如權利要求1所述的預警方法，其特征在于，所述預警方法還包括：采集起落架前輪的輪速，并在采集地速失敗的情況下在所述安全邊界的計算過程中用所述輪速代替所述地速。

5.如權利要求1所述的預警方法，其特征在于，所述預警方法中預設有對應于多個風險等級的多個碰撞風險反應時間，據此計算得出所述多個風險等級分別對應的多個安全邊界；以及

在所述預警圖像中，對對應于多個風險等級的各個安全邊界和/或處于各個安全邊界以內的障礙物分別添加各自不同的標示。

6.如權利要求1所述的預警方法，其特征在于，所述預警方法還包括：

響應于飛機的起落架系統發出表征飛機在地面的輪載信號，開始采集飛機的起落架前輪的轉向角度以及飛機的地速，以及開始采集飛機周圍的障礙物信息。

7.如權利要求2所述的預警方法，其特征在于，所述傳感設備包括分別布置于機頭、翼尖、起落架前輪和平尾處的測距傳感器及圖像傳感器，布置于各處的所述測距傳感器及所述圖像傳感器均包括朝向飛機前方及朝向飛機兩側的測距傳感器及圖像傳感器。

8.一種用于防止飛機地面碰撞的預警系統，其特征在于，所述預警系統包括：

起落架監測裝置，其被配置為能夠采集飛機的起落架前輪的轉向角度及輪速，并將采集到的所述轉向角度數據及所述輪速數據發送至安全邊界計算模塊；

慣性導航裝置，其被配置為能夠采集飛機的地速并將所述地速數據發送至所述安全邊界計算模塊；

飛機構型模塊，其存儲有飛機構型數據；

安全邊界計算模塊，其被配置為能夠接收所述飛機構型數據，所述轉向角度及所述地速，并結合預設的碰撞風險反應時間，計算飛機的安全邊界，隨后將計算得到的所述安全邊界發送至所述預警圖像合成模塊；

布置于飛機上的多個位置并具有多個朝向的傳感設備，所述傳感設備被配置為能夠采集飛機周圍的障礙物信息，并將所述障礙物信息發送至環境圖像生成模塊，其中所述障礙物信息包括距離信息、方向信息和圖像信息；

環境圖像生成模塊，其被配置為能夠基于所述障礙物信息生成飛機環境圖像并將其發送至所述預警模塊；以及

預警裝置，其被配置為能夠通過在所述飛機環境圖像的基礎上添加用于表征所述安全邊界的虛擬圖像，形成預警圖像，并顯示所述預警圖像；

其中，所述安全邊界計算模塊還被配置為能夠基于所述飛機構型數據、所述轉向角度及所述地速，并結合預設的碰撞風險反應時間，在所述轉向角度在所述碰撞風險反應時間內不變的條件下，計算飛機的第一安全邊界，以及，在所述轉向角度在所述碰撞風險反應時間內以預設的合理變化率變化的條件下，計算飛機的第二安全邊界。