[發明專利]用于生成旨在由飛行器遵循的最佳豎直軌跡的方法和裝置

在審

• 申請號: 201911278444.0
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN111324141A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: J-C·梅雷;R·安德魯阿拉瓦
• 申請（專利權）人: 空中客車運營簡化股份公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G01C21/20
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 高欣

本發明涉及用于生成旨在由飛行器遵循的最佳豎直軌跡的方法和裝置。一種裝置，包括單元(6)，該單元執行迭代處理以在每次迭代中通過將由生成單元(9)生成的多個下一狀態的估計總代價考慮在內來根據所謂的計算狀態確定所謂的下一狀態，由代價計算單元(10)計算的每個估計總代價等于通過將預定的約束考慮在內而計算的直到所考慮的下一狀態的實際代價與直到飛行器的當前狀態的估計代價的加和，估計代價是使用基于飛行器的性能計算而不考慮能量約束的確定性神經網絡(12)計算的，從而由此允許快速對估計代價進行計算、并因此對估計總代價進行計算，重復迭代處理，直到所確定的狀態與飛行器的當前狀態接近，相對應的軌跡部分形成最佳豎直軌跡。

技術領域

本發明涉及一種用于實時生成旨在由飛行器、尤其是運輸用飛行器遵循的飛行軌跡的至少一個最佳豎直軌跡的方法和裝置。

更具體地，本發明的目的是使用機載器件實時生成優化的軌跡，所述優化的軌跡尤其是在受限的動態環境中(即，在可能包含飛行器必須避免碰撞的物體(或障礙物)的環境中)是可飛行的。

盡管不是排他的，本發明更具體地應用于下降并進場階段中的進場軌跡，目的是在機場的著陸帶上著陸。

背景技術

已知的是在飛行器、尤其是運輸用飛行器的下降并進場期間的能量管理通常留給了飛行器的機組人員來判斷，機組人員需要評估飛行器的能量狀況并采取適當的駕駛行動，以便管理飛行器能量過剩或能量不足的任何情況。在飛行器已經偏離其參考軌跡(例如出于交通管理的原因)的某些情況下，這種能量管理和飛行計劃的修改(其需要與飛行器系統的多次交互)的組合給機組人員帶來大的工作量。

因此，著眼于到達目標點的飛行器的駕駛員可能對飛行器的能量管理不善，并且例如由于太快或以過高的高度到達所述目標點而超過這個目標點。如果進場階段中的目標點是所謂的穩定點，那么飛行器必須在著陸前重復飛行模式，從而導致時間損失。

文獻FR 3 043 456披露了一種用于為飛行器、尤其是運輸用飛行器生成飛行軌跡的最佳豎直軌跡的方法和裝置，該飛行軌跡是在可能包含障礙物(尤其是移動障礙物)的環境中限定的。該裝置包括數據處理單元，該數據處理單元實施迭代處理，以便基于飛行策略生成初始狀態與最終狀態之間的最佳豎直軌跡。

所述裝置允許產生優化的豎直軌跡，該軌跡不與周圍障礙物、尤其是移動障礙物發生任何碰撞，并且符合能量約束。

然而，由于所有的軌跡和能量優化計算均由飛行器的裝置(或計算機)執行，所以計算時間長。

發明內容

本發明的目的是克服這個缺點。本發明涉及一種用于為飛行器生成最佳豎直軌跡的方法，所述豎直軌跡限定在所述飛行器的所謂的當前狀態與所謂的目標狀態之間，所述當前狀態包括所述飛行器的當前位置，所述目標狀態包括目標位置(或點)。

根據本發明，所述方法包括由數據處理單元實施的處理步驟，所述處理步驟包括迭代地實施的一系列子步驟，所述處理步驟包括限定在每次迭代中根據所謂的計算狀態確定所謂的下一狀態，由此確定的每個下一狀態具有在所述(初始)目標狀態與所述下一狀態之間的相關聯的軌跡部分，

根據所述方法，對于給定的迭代在所述處理步驟中確定的所述狀態在下一次迭代中用作計算狀態，并且在所述第一次迭代期間考慮的所述計算狀態是所述目標狀態，

根據所述方法，實施所述處理步驟直到所確定的下一狀態至少以預先確定的接近度與所述飛行器的當前狀態接近，以預先確定的接近度與所述飛行器的當前狀態接近的所述狀態所關聯的所述軌跡部分形成所述最佳豎直軌跡，

所述方法還包括由數據傳輸鏈路實施的數據傳輸步驟，所述數據傳輸步驟包括向至少一個用戶系統傳輸至少所述最佳豎直軌跡，

顯著之處在于，為了在每次迭代中確定下一狀態，所述處理步驟包括以下一系列子步驟：