[發(fā)明專利]一種便攜式直升機(jī)飛行障礙物報警系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010437182.4
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111462453B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯靜;羅濤;汪坤;尹彥清;江彥;于寶強(qiáng);李明;楊宏偉;孫章楠
• 申請（專利權(quán)）人: 成都紫瑞青云航空宇航技術(shù)有限公司;成都赫爾墨斯科技股份有限公司
• 主分類號: G08B21/18
• 分類號: G08B21/18;G08G5/04
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 林秋雅

1.一種便攜式直升機(jī)飛行障礙物報警系統(tǒng)，其特征在于，包括導(dǎo)航設(shè)備和移動終端，所述導(dǎo)航設(shè)備包括電源模塊、傳感器模塊和數(shù)據(jù)融合處理模塊；

所述電源模塊分別與所述傳感器模塊、所述數(shù)據(jù)融合處理模塊連接，所述電源模塊用于為所述傳感器模塊和所述數(shù)據(jù)融合處理模塊供電；

所述傳感器模塊與所述數(shù)據(jù)融合處理模塊的輸入端連接，所述傳感器模塊用于采集直升機(jī)飛行數(shù)據(jù)，并將所述直升機(jī)飛行數(shù)據(jù)傳輸給所述數(shù)據(jù)融合處理模塊；

其中，所述傳感器模塊包括大氣模塊、GNSS模塊、光纖航姿模塊和ADS-B模塊，所述大氣模塊用于獲取直升機(jī)所處環(huán)境的大氣數(shù)據(jù)，所述GNSS模塊用于獲取包括直升機(jī)的實時位置、速度和時間數(shù)據(jù)，所述光纖航姿模塊用于獲取包括直升機(jī)的實時航姿、位置、高度和速度數(shù)據(jù)，所述ADS-B模塊用于實時對外報告直升機(jī)的飛行狀況以及實時接收直升機(jī)外部環(huán)境的監(jiān)視數(shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)融合處理模塊與所述移動終端通訊連接，所述數(shù)據(jù)融合處理模塊用于接收所述直升機(jī)飛行數(shù)據(jù)，并基于所述直升機(jī)飛行數(shù)據(jù)采用表決監(jiān)控算法對所述傳感器模塊的工作狀態(tài)、輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，對監(jiān)控到的存在異常的傳感器進(jìn)行故障隔離；

所述數(shù)據(jù)融合處理模塊還用于對所述直升機(jī)飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，得到直升機(jī)飛行融合數(shù)據(jù)，并將所述直升機(jī)飛行融合數(shù)據(jù)傳輸給所述移動終端；

所述融合處理，包括：將光纖航姿模塊中的姿態(tài)數(shù)據(jù)通過姿態(tài)濾波器進(jìn)行濾波，得到姿態(tài)信息；將光纖航姿模塊和GNSS模塊獲取的位置數(shù)據(jù)各自獨立通過位置濾波器進(jìn)行濾波，后采用加權(quán)最小二乘法得到位置信息；將光纖航姿、GNSS以及大氣模塊獲取的高度數(shù)據(jù)各自獨立通過高度濾波器進(jìn)行濾波后采用加權(quán)最小二乘法得到高度信息；將光纖航姿模塊、GNSS以及大氣模塊獲取的速度數(shù)據(jù)各自獨立通過速度濾波器進(jìn)行濾波后采用加權(quán)最小二乘法進(jìn)行融合后得到速度信息；其中，姿態(tài)濾波器、位置濾波器、高度濾波器和速度濾波器均采用卡爾曼濾波算法；

所述直升機(jī)飛行融合數(shù)據(jù)包括：飛機(jī)的姿態(tài)信息、位置信息、高度信息和速度信息；

所述移動終端內(nèi)置有運算處理模塊、報警模塊和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模塊，所述運算處理模塊用于接收所述直升機(jī)飛行融合數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述直升機(jī)飛行融合數(shù)據(jù)在所述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模塊中進(jìn)行搜索，得到直升機(jī)飛行障礙物數(shù)據(jù)，將所述直升機(jī)飛行障礙物數(shù)據(jù)與所述直升機(jī)飛行融合數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，根據(jù)對比結(jié)果生成警示信息并傳輸給所述報警模塊；所述報警模塊用于將接收到的警示信息進(jìn)行圖形和/或聲音告警。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式直升機(jī)飛行障礙物報警系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)融合處理模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)或者通信接口與所述移動終端通訊連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式直升機(jī)飛行障礙物報警系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模塊包括導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫子模塊、地形數(shù)據(jù)庫子模塊、障礙物數(shù)據(jù)庫子模塊和電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫子模塊；所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫子模塊用于提供導(dǎo)航數(shù)據(jù)，包括機(jī)場、跑道、航路點、助航設(shè)備、途中航線、等待航線、SIDs、STARs和Approach信息；所述地形數(shù)據(jù)庫子模塊用于提供地形數(shù)據(jù)；所述障礙物數(shù)據(jù)庫子模塊用于提供障礙物數(shù)據(jù)，包括機(jī)場周圍的建筑、電塔、植被和高山信息；所述電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫子模塊用于提供電網(wǎng)數(shù)據(jù)，包括高壓鐵塔和高壓線數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種便攜式直升機(jī)飛行障礙物報警系統(tǒng)，其特征在于，所述移動終端為手機(jī)、平板電腦或者便攜式計算機(jī)。