BR102017004701A2

BR102017004701A2 - Sistema de luz de aterrissagem, artigo de fabricação, e, método de controle de uma luz de aterrissagem de uma aeronave.

Info

Publication number: BR102017004701A2
Application number: BR102017004701-6A
Authority: BR
Inventors: Ell Todd
Original assignee: Goodrich Corporation
Priority date: 2016-04-14
Filing date: 2017-03-09
Publication date: 2018-03-20
Also published as: US9643736B1; EP3231714A1; CN107380468B; BR102017004701B1; BR102017004701A8; CN107380468A; EP3231714B1

Abstract

um sistema de luz de aterrissagem e método de orientação e meio legível por computador são fornecidos. um sistema de luz de aterrissagem inclui uma câmera, um controlador e uma luz de aterrissagem. uma memória não transitória tangível pode ter instruções para controlar uma luz de aterrissagem. o controlador pode executar operações incluindo receber uma primeira imagem em um primeiro momento da câmera, receber uma segunda imagem em um segundo momento da câmera, estimar um foco de expansão entre a primeira imagem e a segunda imagem, e mirar a luz de aterrissagem com base no foco de expansão.

Description

(54) Título: SISTEMA DE LUZ DE

ATERRISSAGEM, ARTIGO DE FABRICAÇÃO, E, MÉTODO DE CONTROLE DE UMA LUZ DE ATERRISSAGEM DE UMA AERONAVE.

(51) Int. Cl.: B64D 47/04; B64D 47/08; G06K 9/00 (52) CPC: B64D 47/04,B64D 47/08,G06K 9/00785,B64D 2203/00,G06K 9/0063 (30) Prioridade Unionista: 14/04/2016 US 15/099220 (73) Titular(es): GOODRICH CORPORATION (72) Inventor(es): TODD ELL (74) Procurador(es): KASZNAR LEONARDOS PROPRIEDADE INTELECTUAL (57) Resumo: Um sistema de luz de aterrissagem e método de orientação e meio legível por computador são fornecidos. Um sistema de luz de aterrissagem inclui uma câmera, um controlador e uma luz de aterrissagem. Uma memória não transitória tangível pode ter instruções para controlar uma luz de aterrissagem. O controlador pode executar operações incluindo receber uma primeira imagem em um primeiro momento da câmera, receber uma segunda imagem em um segundo momento da câmera, estimar um foco de expansão entre a primeira imagem e a segunda imagem, e mirar a luz de aterrissagem com base no foco de expansão.

/ 19 “SISTEMA DE LUZ DE ATERRISSAGEM, ARTIGO DE FABRICAÇÃO, E, MÉTODO DE CONTROLE DE UMA LUZ DE ATERRISSAGEM DE UMA AERONAVE”

CAMPO [001] A presente divulgação se refere a sistemas de aterrissagem de aeronave e, mais especificamente, a sistemas de luz de aterrissagem de aeronave.

FUNDAMENTOS [002] Aeronaves comerciais tipicamente empregam luzes de aterrissagem externas usadas durante a decolagem, aterrissagem e taxiamento com a finalidade de iluminar uma área ao redor da aeronave para visibilidade do piloto. É vantajoso iluminar a pista durante decolagem, aterrissagem e taxiamento. As luzes de aterrissagem de aeronave normalmente têm uma trajetória de iluminação que está mirada na direção de acordo com a orientação do nariz da aeronave. No entanto, ventos cruzados podem fazer com que uma aeronave arfe e derive, resultando no nariz da aeronave apontando em uma direção diferente da direção em que a aeronave está se deslocando. Luzes de aterrissagem miradas para frente da aeronave podem apontar para longe da faixa da pista de aterrissagem. A pista mal iluminada pode aumentar a dificuldade de aterrissagem de uma aeronave.

SUMÁRIO [003] Sistemas para orientar orientação de luz de aterrissagem são aqui divulgados. Um sistema de luz de aterrissagem pode compreender uma câmera, um controlador, uma luz de aterrissagem e uma memória não transitória configurada para se comunicar com o controlador. A memória não transitória tangível tem instruções armazenadas na mesma que, em resposta à execução pelo controlador, fazem com que o controlador execute operações. As operações podem incluir receber, pelo controlador, uma primeira imagem em um primeiro momento da câmera. As operações podem incluir receber,

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 56/85 / 19 pelo controlador, uma segunda imagem em um segundo momento da câmera. As operações podem incluir estimar, pelo controlador, um foco de expansão entre a primeira imagem e a segunda imagem. As operações podem incluir mirar, pelo controlador, a luz de aterrissagem com base no foco de expansão. [004] As operações podem ainda incluir identificar, pelo controlador, uma característica na primeira imagem e na segunda imagem, e registrar, pelo controlador, a primeira posição da característica na primeira imagem com uma segunda posição da característica na segunda imagem. As operações podem incluir determinar, pelo controlador, um vetor de expansão da característica. As operações podem incluir ainda receber, pelo controlador, a posição de ponto de mira de câmera. As operações podem incluir ainda extrair, pelo controlador, um ângulo de auxílio com base no foco de expansão e na posição de ponto de mira de câmera. As operações podem incluir ainda determinar, pelo controlador, um movimento da câmera, e corrigir, pelo controlador, o foco de expansão com base no movimento da câmera.

[005] O sistema de luz de aterrissagem pode compreender ainda um sensor. As operações podem incluir ainda receber, pelo controlador, dados de um sensor, e verificar, pelo controlador, o foco de expansão com base nos dados do sensor.

[006] Um artigo de fabricação pode incluir um meio de armazenamento legível por computador tangível não transitório que tem instruções armazenadas no mesmo que, em resposta à execução por um controlador, fazem com que o controlador execute operações. As operações podem incluir receber, pelo controlador, uma primeira imagem em um primeiro momento da câmera. As operações podem incluir receber, pelo controlador, uma segunda imagem em um segundo momento da câmera. As operações podem incluir estimar, pelo controlador, um foco de expansão entre a primeira imagem e a segunda imagem. As operações podem incluir mirar, pelo controlador, a luz de aterrissagem com base no foco de expansão.

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 57/85 / 19 [007] As operações podem ainda incluir identificar, pelo controlador, uma característica na primeira imagem e na segunda imagem, e registrar, pelo controlador, a primeira posição da característica na primeira imagem com uma segunda posição da característica na segunda imagem. As operações podem incluir determinar, pelo controlador, um vetor de expansão da característica. As operações podem incluir ainda receber, pelo controlador, a posição de ponto de mira de câmera. As operações podem incluir ainda extrair, pelo controlador, um ângulo de auxílio com base no foco de expansão e na posição de ponto de mira de câmera. As operações podem incluir ainda determinar, pelo controlador, um movimento da câmera, e corrigir, pelo controlador, o foco de expansão com base no movimento da câmera.

[008] Um método de controle de uma luz de aterrissagem pode compreender as etapas de receber, por um controlador, uma primeira imagem em um primeiro momento de uma câmera, receber, pelo controlador, uma segunda imagem em um segundo mento da câmera, de estimativa, pelo controlador, de um foco de expansão entre a primeira imagem e a segunda imagem, e mirar, pelo controlador, a luz de aterrissagem com base no foco de expansão.

[009] O método de controle de uma luz de aterrissagem pode ainda incluir identificar, pelo controlador, uma característica na primeira imagem e na segunda imagem, e registrar, pelo controlador, a primeira posição da característica na primeira imagem com uma segunda posição da característica na segunda imagem. O foco de expansão pode corresponder a uma direção de percurso da aeronave. O método pode incluir determinar, pelo controlador, um vetor de expansão da característica. O método por incluir ainda receber, pelo controlador, a posição de ponto de mira de câmera. A posição de ponto de mira de câmera pode corresponder a uma direção apontando para um nariz da aeronave. O método pode incluir ainda extrair, pelo controlador, um ângulo de auxílio com base no foco de expansão e na posição de ponto de

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 58/85 / 19 mira de câmera. O ângulo de auxílio pode corresponder a uma diferença entre a direção de apontamento do nariz da aeronave e a direção de percurso da aeronave. O método pode incluir ainda determinar, pelo controlador, um movimento da câmera e corrigir, pelo controlador, o foco de expansão com base no movimento da câmera. O método pode incluir ainda receber, pelo controlador, dados de um sensor, e verificar, pelo controlador, o foco de expansão com base nos dados do sensor.

[0010] As características e os elementos anteriores podem ser combinados em várias combinações sem exclusividade, a menos que expressamente indicado de outra forma. Essas características e elementos, bem como a operação dos mesmos ficarão mais evidentes à luz da descrição que se segue e dos desenhos anexos. Deve ser entendido, no entanto, que a seguinte descrição e os desenhos se destinam a ser exemplares na natureza e não limitativos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0011] A matéria da presente divulgação é particularmente salientada e distintamente reivindicada na porção conclusiva do relatório descritivo. Uma compreensão mais completa da presente divulgação, no entanto, pode ser mais bem obtida por referência à descrição detalhada e às reivindicações quando consideradas em conexão com as Figuras, em que numerais similares denotam elementos similares.

[0012] A Figura 1 ilustra um exemplo de uma aeronave que tem um sistema de orientação de luz de aterrissagem de acordo com várias modalidades;

[0013] A Figura 2 ilustra uma vista esquemática de um sistema de orientação de luz de acordo com várias modalidades;

[0014] A Figura 3A ilustra um processo de controle de um sistema de luz de aterrissagem de acordo com várias modalidades;

[0015] A Figura 3B ilustra uma etapa de processamento de imagem

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 59/85 / 19 para controlar um sistema de luz de aterrissagem, incluindo determinar um fluxo óptico de uma imagem de acordo com várias modalidades;

[0016] A Figura 3C ilustra um diagrama de blocos de um sistema de luz de aterrissagem para controlar uma luz de aterrissagem de acordo com uma direção de percurso da aeronave de acordo com várias modalidades; e [0017] A Figura 3D ilustra uma etapa de processamento de imagem para controlar um sistema de luz de aterrissagem, incluindo extrair ângulos de auxílio para a direção de percurso da aeronave de acordo com várias modalidades.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0018] Todas as faixas e limites de razão aqui divulgados podem ser combinados. Deve ser entendido que, exceto se especificamente indicado de outra forma, referências a um, uma e/ou a/o podem incluir um ou mais de um e que a referência a um item no singular pode também incluir o item no plural.

[0019] A descrição detalhada de modalidades exemplificadoras aqui faz referência aos desenhos anexos que mostram modalidades exemplificadoras a título de ilustração. Embora essas modalidades exemplificadoras sejam descritas em detalhes suficientes para permitir que os versados na técnica pratiquem modalidades exemplificadoras da divulgação, deve ser compreendido que outras modalidades podem ser realizadas e que mudanças e adaptações lógicas em projeto e construção podem ser feitas de acordo com esta divulgação e com os ensinamentos do presente documento. Assim, a descrição detalhada aqui é apresentada para fins de ilustração apenas e não de limitação. As etapas recitadas em qualquer uma das descrições de método ou processo podem ser executadas em qualquer ordem e não são necessariamente limitadas à ordem apresentada. Além disso, qualquer referência ao singular inclui modalidades plurais e qualquer referência a mais de um componente ou etapa pode incluir uma modalidade ou etapa singular.

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 60/85 / 19

Além disso, qualquer referência a fixado(a), preso(a), conectado(a) ou similar pode incluir opção de fixação permanente, removível, temporária, parcial, completa e/ou qualquer outra opção de fixação possível. Adicionalmente, qualquer referência a sem contato (ou sentenças semelhantes) também pode incluir contato reduzido ou contato mínimo.

[0020] Como aqui utilizado, para trás se refere à direção associada com a cauda (por exemplo, a extremidade posterior) de uma aeronave ou, em geral, à direção de escape da turbina a gás. Como aqui utilizado, para frente se refere à direção associada com o nariz (por exemplo, a extremidade frontal) de uma aeronave ou, em geral, à direção de voo ou movimento.

[0021] Instruções de programa de sistema e/ou instruções de controlador podem ser carregadas num meio legível por computador não transitório tangível, (também aqui denominado uma memória não transitória tangível) que tem instruções armazenadas no mesmo que, em resposta à execução por um controlador, fazem com que o controlador execute várias operações. O termo não transitório é para ser entendido como removendo apenas exatamente sinais transitórios de propagação do escopo da reivindicação e não abandona direitos a todos os meios legíveis por computador padrão que não sejam apenas exatamente sinais transitórios de propagação. Dito de outro modo, o significado do termo meio legível por computador não transitório e meio de armazenamento legível por computador não transitório deve ser interpretado excluindo apenas aqueles tipos de meios legíveis por computador transitórios que foram considerados em In Re Nuijten fora do escopo da matéria patenteável de acordo com 35 U.

S. C. § 101.

[0022] Sistemas e métodos são divulgados aqui que fornecem mira ou orientação de uma disposição de luz de aterrissagem de aeronave. De acordo com várias modalidades, mirando ou orientando as luzes de aterrissagem de aeronave de acordo com a direção de percurso de aeronave, um piloto pode

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 61/85 / 19 ter visibilidade melhorada da pista de aterrissagem. Os sistemas e métodos aqui divulgados são adequados para uso com vários sistemas de luz de aeronave, embora eles possam ter utilidade para uso com outros sistemas de luz.

[0023] Em várias modalidades e com referência à Figura1, uma aeronave 10 que inclui um sistema de orientação de luz é mostrada se aproximando de uma pista 12. A aeronave 10 pode compreender uma fuselagem 14, que pode ser acoplada a e/ou compreender um par de asas 16. Um eixo geométrico xyz é fornecido para facilitar a ilustração. A pista 12 é mostrada, para propósitos de ilustração, orientada numa direção paralela ao eixo geométrico y. Um nariz 18 de aeronave 10 pode ser apontado ao longo de um eixo geométrico de aeronave 10, por exemplo, numa direção para frente da fuselagem 14. A direção que o nariz 18 de aeronave 10 está apontando pode ser denominada de uma direção à frente ou de apontamento Dp. A aeronave 10 pode encontrar ventos que afetam a trajetória de percurso da aeronave 10 de tal forma que direção de apontamento Dp não reflita a direção de percurso real da aeronave 10. Por exemplo, a aeronave 10 pode experimentar ventos cruzados 20 mostrados, para propósitos de ilustração, com uma direção de vento DW. Os ventos cruzados 20 podem fazer com que a aeronave 10 desvie de modo que a direção de apontamento Dp da aeronave 10 seja diferente de uma direção de percurso Dt da aeronave 10. A diferença entre a direção de apontamento Dp e a direção de percurso Dt no plano xy é ilustrada como desvio de proa α. De modo similar, a aeronave 10 pode experimentar um desvio de elevação no plano YZ (consulte a Figura3D). [0024] Em várias modalidades, a aeronave 10 inclui um sistema de luz de aterrissagem 30 que tem uma característica de orientação de luz. O sistema de luz de aterrissagem 30 inclui uma ou mais luzes de aterrissagem que iluminam uma área de iluminação 32. O sistema de luz de aterrissagem pode ser configurado para mirar ou direcionar as luzes de aterrissagem

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 62/85 / 19 para dirigir ou orientar a área de iluminação 32 na direção de percurso Dt da aeronave 10. O direcionamento da área de iluminação 32 na direção de percurso Dt da aeronave 10 melhora a visibilidade da pista 12 e/ou da trajetória de percurso. A área de iluminação 32 com o sistema de luz de aterrissagem 30 pode ser mais estreitamente focada, em comparação com iluminação de ângulo de dispersão mais amplo, reduzindo, assim, a potência de iluminação total usada para iluminar a pista 12. O direcionamento da área de iluminação 32 na direção de percurso Dt e o estreitamento da área de iluminação 32 reduzem, cada um a iluminação em áreas fora da trajetória de percurso. Uma área de iluminação mais focada 32 reduz distrações para o piloto ocasionadas por iluminação de itens fora da zona de aterrissagem.

[0025] Com referência agora às Figuras1 e 2, a aeronave 10 pode incluir um sistema de luz de aterrissagem 30. Em várias modalidades, o sistema de luz de aterrissagem 30 pode compreender uma câmera 40, um controlador 42 e uma luz ou luz de aterrissagem 44. O controlador 42 é ilustrado em comunicação eletrônica (por exemplo, acoplado com fio ou sem fio) com a câmera 40 e com a luz de aterrissagem 44. O controlador 42 pode operar para receber informações da câmera 40 e para produzir uma saída para direcionar ou mirar a luz de aterrissagem 44 de acordo com uma direção de percurso Dt da aeronave 10. Em várias modalidades, o controlador 42 pode determinar uma direção de percurso Dt da aeronave 10 e direcionar ou mirar a luz de aterrissagem 44 na direção de percurso Dt.

[0026] Em várias modalidades e com referência à Figura 2, a câmera pode incluir um sensor óptico capaz de detectar os dados de imagem, tais como dados de vídeo. A câmera 40 pode incluir uma câmera de infravermelho de ondas curtas, câmera de infravermelho próximo, câmera visível em escala de cinza, câmera visível em vermelho-verde-azul (RGB), uma câmera operando em uma combinação de bandas do espectro de luz, ou outra câmera ou sensor adequado. A câmera 40 pode ser montada num interior ou exterior

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 63/85 / 19 da aeronave 10. A câmera 40 pode incluir um campo de visão 46, que pode ser orientado na direção de apontamento Dp da aeronave 10 e, adicionalmente, pode ser configurada em uma posição fixa ou ajustável. A câmera 40 pode ser ajustada ou orientada automaticamente ou por operação manual para dirigir um campo de visão 46 da câmera 40. A câmera 40 pode gravar uma série de imagens 48 dentro do campo de visão da câmera 46, que são enviadas como entradas para o controlador 42 do sistema de luz de aterrissagem 30. A câmera 40 pode incluir uma câmera de infravermelho de ondas curtas (SWIR) para capturar imagens em um ambiente de pouca luz com contraste suficiente para detectar e rastrear características marcantes. Em várias modalidades, a câmera 40, em combinação com o controlador 42, pode ser capaz de detectar a direção de percurso Dt da aeronave 10.

[0027] O controlador 42 pode incluir um dispositivo de computação (por exemplo, um processador) e uma memória não transitória tangível e pode ser capaz de implantar lógica. Em várias modalidades, o controlador 42 pode incluir um processador de imagem 50 em comunicação elétrica e/ou lógica com um controlador de orientação de luz de aterrissagem 52.

[0028] O processador de imagem 50 pode incluir um processador de propósito geral, um processador de sinal digital (DSP), um circuito integrado de aplicação específica (ASIC), um arranjo de porta programável em campo (FPGA) ou outro dispositivo de lógica programável, porta distinta ou lógica de transistor, componentes de hardware distintos ou qualquer combinação dos mesmos. O processador de imagem 50 pode estar em comunicação (tal como comunicação elétrica) com a câmera 40 e pode ser configurado para receber a entrada, tais como imagens 48, da câmera 40. O processador de imagem 50 pode processar dados de imagem da câmera 40 e pode fornecer um comando de saída 54 para o controlador de orientação de luz de aterrissagem 52.

[0029] O controlador 42 pode compreender um ou mais controladores de orientação de luzes de aterrissagem 52 para direcionar a operação de uma

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 64/85 / 19 ou mais luzes de aterrissagem 44. O controlador 42 com um controlador de orientação de luz de aterrissagem 52 pode operar como um controlador de sistema para um sistema de luz de aterrissagem que tem uma pluralidade de luzes de aterrissagem 44. O controlador de orientação de luz de aterrissagem 52 pode ser configurado para receber um comando de saída 54 gerado pelo processador de imagem 50 e para executar o comando de saída 54. As funções de controle do controlador de orientação de luz de aterrissagem 52 podem ser concretizadas como lógica executável que é executada por um processador do controlador de orientação de luz de aterrissagem 52. O controlador de orientação de luz de aterrissagem 52 mira, deflete ou direciona a luz de aterrissagem 44 para direcionar a área de iluminação 32 de acordo com uma direção de percurso da aeronave. Em várias modalidades, a luz de aterrissagem 44 pode ser mirada por um sistema mecânico ou por um sistema não mecânico. O controlador de orientação de luz de aterrissagem 52 pode compreender um sistema não mecânico, tal como um sistema eletro-óptico, um sistema acústico-óptico, sistema óptico-térmico ou outro sistema não mecânico. O controlador de orientação de luz de aterrissagem 52 pode compreender ainda um sistema mecânico e pode incluir um acionador físico ou atuador, como um atuador eletromecânico, um atuador piezoelétrico, um atuador eletromagnético ou outro atuador para direcionar uma luz de aterrissagem 44. Em várias modalidades, a luz de aterrissagem 44 pode ser acoplada a uma suspensão cardan ou outro conjunto de montagem direcionável para permitir que a luz de aterrissagem 44 seja orientada em relação a múltiplos eixos geométricos de rotação.

[0030] Momentaneamente referindo-se às Figuras 1 e 2, a luz de aterrissagem 44 pode ser acoplada à aeronave 10 e pode ser montada externamente na aeronave 10, por exemplo, a luz de aterrissagem 44 pode ser acoplada ao nariz 18, às asas 16, 12 ou à fuselagem ou a qualquer outra parte da aeronave 10. A luz de aterrissagem 44 pode incluir uma ou mais luzes

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 65/85 / 19 móveis ou ajustáveis. Em várias modalidades, a luz de aterrissagem 44 pode ser acoplada a uma argola e a um atuador para orientar a luz de aterrissagem 44. A luz de aterrissagem 44 pode incluir um ou mais diodos emissores de luz (LEDs), luzes fosforescentes, luzes incandescentes, luzes fluorescentes, tiras de luz, ou qualquer outra fonte de luz adequada. Por exemplo, a luz de aterrissagem 44 pode incluir uma pluralidade ou uma matriz de luzes. O controlador de orientação de luz de aterrissagem 52 pode incluir um interruptor para iluminar seletivamente um subconjunto de uma matriz de luzes para direcionar eficazmente a área de iluminação da luz de aterrissagem 44. Em várias modalidades, iluminando um subconjunto de uma matriz de luzes direciona ou muda a área de iluminação da luz de aterrissagem 44 dirigindo, assim, de forma eficaz, a luz de aterrissagem 44.

[0031] Com referência à Figura3A, um método 100 para controlar uma luz de aterrissagem 44 (da Figura 2) é fornecido de acordo com várias modalidades. O controlador 42 pode ser capaz de executar as etapas da Figura 3A. O método 100 executado pelo controlador 42 pode incluir receber uma pluralidade de imagens de uma câmera (etapa 102). O método 100 pode incluir estimar ou determinar um foco de expansão do fluxo óptico das imagens (etapa 104). O método 100 pode incluir extrair ângulos de auxílio com base no foco de expansão e na direção de apontamento da câmera (etapa 106). O método 100 pode incluir mirar ou dirigir uma orientação de uma luz de aterrissagem com base nos ângulos de auxílio e no foco de expansão estimado (etapa 108).

[0032] A etapa 104 do método 100 pode compreender subetapas incluindo identificar uma ou mais características nas imagens (etapa 110). A etapa 104 do método 100 pode incluir ainda registrar as características das imagens (etapa 112). A etapa 104 do método 100 pode incluir ainda determinar uma direção de expansão ou os vetores de expansão para as características registradas (etapa 114). A etapa 104 do método 100 pode ainda

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 66/85 / 19 incluir estimar o foco de expansão com base nos vetores de expansão (etapa 116).

[0033] Com referência adicional à Figura 3A, a etapa 102 pode ainda incluir receber uma primeira imagem de um primeiro momento e receber uma segunda imagem de um segundo momento. O segundo momento pode ser mais tarde do que o primeiro momento. As imagens podem ser capturadas durante emissão da luz de aterrissagem para evitar retrodispersão e reflexo de objetos em proximidade, como chuva ou neve. A luz de aterrissagem pode ser emitida por curtos intervalos em uma alta frequência de modo que a emissão seja despercebida pelo olho humano. A câmera 40 pode capturar imagens 48, durante um grande período de luz de aterrissagem 44 quando pulsada, a fim de melhorar a exposição da imagem. A luz de aterrissagem 44 pode ser pulsada por intervalos de curta duração de modo que a iluminação pela luz de aterrissagem 44 pareça contínua para o piloto.

[0034] A etapa 110 pode incluir ainda identificar ou extrair um ou mais pontos de referência como características no campo de visão da câmera em cada uma dentre a primeira imagem e a segunda imagem. As características podem incluir objetos fixos no chão, tais como características da pista, edifícios, características da paisagem ou outros objetos. As características podem incluir luzes, como luzes da pista, em um espectro de luz visível para a câmera. Em várias modalidades, a câmera 40 (da Figura2) pode ser configurada para detectar um espectro de luz emitido por luzes de pista, que pode incluir o espectro visível, o espectro SWIR ou uma combinação de espectros de luz.

[0035] A etapa 112 pode incluir ainda comparar a segunda imagem à primeira imagem para registrar as características identificadas da segunda imagem com a primeira imagem, utilizar, por exemplo, um algoritmo de registro de característica quadro a quadro, como extrator de característica invariante de desvio (SIFT), características robustas aceleradas (SURF),

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 67/85 / 19 características de teste de segmento acelerado (FAST) ou outro método de registro adequado. A etapa 112 pode incluir registrar uma primeira posição da característica na primeira imagem para uma segunda posição da mesma característica na segunda imagem, identificando características invariantes de escala e registrando as características, que são invariáveis em escala.

[0036] Com referência à Figura 3B, detalhes adicionais do método

100 (da Figura 3A) para controlar uma luz de aterrissagem 44 (da Figura 2) incluindo processamento de imagem são mostrados de acordo com várias modalidades. Com referência às Figuras 3A e 3B, registrar as características das imagens (etapa 112) pode incluir ainda determinar uma primeira posição 60a de uma primeira característica 60 numa primeira imagem 48a e determinar uma segunda posição 60b da primeira característica 60, numa segunda imagem 48a. A etapa 112 pode incluir ainda determinar uma primeira posição 62a de uma segunda característica 62 na primeira imagem 48a e determinar uma segunda posição 62b da segunda característica 62 na segunda imagem 48a. A primeira imagem 48a pode ser capturada num primeiro momento. A segunda imagem 48b pode ser capturada num segundo momento, que é mais tarde do que o primeiro momento. A etapa 112 pode incluir registrar qualquer número de características identificadas no campo de visão de câmera. Qualquer número de características pode ser identificado e registrado entre uma imagem anterior e uma imagem posterior.

[0037] Determinar uma direção de expansão de características 60, 62 (etapa 114) pode incluir ainda construir um fluxo óptico com base nas posições de características 60, 62 na primeira imagem 48a e 48b e na segunda imagem e com base em um intervalo de captura de imagem. Em várias modalidades, um intervalo de captura de imagem compreende um período de tempo entre capturas de imagem pela câmera. Por exemplo, o intervalo de captura de imagem pode ser baseado nos parâmetros de câmera e pode ainda ser baseado na velocidade de aeronave. Desta forma, podem ser colhidas

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 68/85 / 19 amostras mais frequentes quando a aeronave está viajando a velocidades mais elevadas e podem ser colhidas amostras menos frequentes quando a aeronave está viajando a velocidades mais baixas. A direção de expansão ou o vetor de expansão é calculado em relação à primeira posição e à segunda posição de características 60, 62. O vetor de expansão 120 para as características 60, 62 é calculado com relação às coordenadas de imagens 48a, 48b. Uma pluralidade de vetores de expansão 120 pode ser usada para construir o fluxo óptico de imagens 48a, 48b. A etapa 114 pode incluir determinar vetores de expansão 120 para qualquer número de características registradas, por exemplo, da etapa 112.

[0038] Estimar um foco de expansão (etapa 116) pode incluir ainda processar o fluxo óptico de imagens 48a, 48b, usando vetores de expansão 120. Os vetores de expansão em uma imagem podem provir de aproximadamente ou convergir para um único ponto na imagem, o ponto de origem ou de convergência pode ser denominado de o foco de expansão. Um foco de expansão 122 na imagem 48b pode ser estimado com base em vetores de expansão 120 calculados para uma pluralidade de características, tal como as características 60, 62. O foco de expansão 122 pode ser calculado usando qualquer número de vetores de expansão 120, por exemplo, da etapa 114. O foco de expansão 122 pode corresponder a uma direção de percurso da aeronave.

[0039] Com referência à Figura 3C, um fluxograma ilustrando um sistema de luz de aterrissagem 30 e um método de controle da luz de aterrissagem 44 é mostrado de acordo com várias modalidades. Através da realização de análise de vídeo da cena da câmera 40, o processador de imagem 50 do controlador 42 pode determinar a direção de percurso de aeronave e extrair ângulos de auxílio, tal como azimute e elevação, a fim de apontar a luz de aterrissagem 44 na direção de percurso Dt. Os ângulos de auxílio são comunicados como comandos de direcionamento e são

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 69/85 / 19 comunicados para o controlador de orientação de luz de aterrissagem 52, que direciona a luz de aterrissagem 44 para apontar a área de iluminação na direção de percurso de aeronave.

[0040] Em várias modalidades, o movimento da câmera 40 pode ser considerado na etapa de determinação do foco de expansão (etapa 104). Um sensor 130 pode fornecer dados ou informações sobre a aeronave ou sobre a câmera. Os dados de um ou mais sensores 130 podem ser usados para determinar o movimento da câmera 40, tal como automovimento. Em várias modalidades, o sensor 130 pode ser montado na câmera 40 e pode incluir, por exemplo, um giroscópio ou codificador giratório configurado para detectar uma posição angular da câmera 40. Momentaneamente referindo-se à Figura 1, a aeronave 10 pode incluir uma unidade de aviônica que tem uma pluralidade de sensores 130 para medir ou determinar dados de aviônica, tais como altitude, velocidade vertical, velocidade do ar, aceleração, orientação, a taxa de passo, a taxa de rolagem ou outro parâmetro ou característica da aeronave. A unidade de aviônica pode incluir uma variedade de tipos de sensor, tais como um sistema de posicionamento global (GPS) e/ou outro dispositivo, tal como um giroscópio. Em várias modalidades, um sensor 130 pode compreender um sensor de identificação de velocidade no solo de aeronave e/ou um sensor de velocidade do ar. Além disso, um sensor 130 pode compreender um acelerômetro, ou sensor giroscópico, sensor de radar ou qualquer outro sensor. Em várias modalidades, uma aeronave também pode compreender uma variedade de sensores 130 que medem a aceleração e a desaceleração de aeronave. Os dados do sensor 130 podem ser incluídos nos cálculos e algoritmos usados para determinar e verificar o foco de expansão e corrigir o movimento da câmera 40. Em várias modalidades, a etapa de determinação do foco de expansão (etapa 104) pode incluir corrigir os estímulos de primeira ordem e/ou estímulos de segunda ordem, tais como movimento de rotação, movimento de translação ou outro movimento da

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 70/85 / 19 câmera 40. Por exemplo, o erro de rotação na câmera 40 pode ser calculado usando os dados do sensor 130 e a etapa 104 pode incluir corrigir um efeito de primeira ordem ou componente giratório do automovimento da câmera 40. O erro de translação também pode ser calculado usando dados do sensor 130 e a etapa 104 pode incluir corrigir um efeito de segunda ordem ou o componente de translação do automovimento da câmera 40.

[0041] Em várias modalidades, os dados adicionais da câmera 40 podem ser usados para conferir ou verificar os cálculos de fluxo óptico durante a etapa de determinação do foco de expansão (etapa 104). A câmera 40 pode detectar uma localização de pista, por exemplo, por determinação de uma posição de luzes de pista. Uma localização de pista pode ser usada como uma entrada para os cálculos de fluxo óptico para estimar o foco de expansão da imagem 48. O processador de imagem 50 pode receber informações sobre uma posição da câmera 40, tal como a posição de ponto de mira. A posição do ponto de mira de câmera pode ser comparada ao foco de expansão para determinar ângulos de auxílio, tais como deslocamento de elevação e deslocamento de rumo entre o ponto de mira de câmera e o foco de expansão de imagem de câmera.

[0042] Com referência às Figuras 3C e 3D, detalhes adicionais de um método para controlar uma luz de aterrissagem 44 incluindo processamento de imagem são mostrados de acordo com várias modalidades. O foco de expansão 122 para uma imagem 48n pode ser determinado de acordo com os métodos aqui descritos, tais como o método 100 (da Figura3A). Em várias modalidades, o foco de expansão 122 pode ser comparado a uma direção de apontamento da câmera 40, tal como a posição de ponto de mira 134. A posição de ponto de mira 134 pode corresponder ou se correlacionar com uma direção de apontamento do nariz da aeronave. Uma diferença na posição ou rolamento entre o foco de expansão 122 e a posição de ponto de mira 134 pode se correlacionar com uma diferença entre a direção de apontamento e a

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 71/85 / 19 direção de percurso da aeronave. Uma diferença entre a direção de apontamento e a direção de percurso da aeronave no plano xy é ilustrada como deslocamento de rumo α. Uma diferença entre a direção de apontamento e a direção de percurso da aeronave no plano yz é ilustrada como deslocamento de elevação β. O deslocamento de rumo α e o deslocamento de elevação β podem ser os ângulos de auxílio ou podem ser usados para extrair os ângulos de auxílio (consulte a etapa 106) como uma saída do processador de imagem 50. Os ângulos de auxílio, tal como deslocamento de rumo α e deslocamento de elevação β, podem corresponder a uma diferença entre a direção de apontamento de um nariz da aeronave e a direção de percurso da aeronave. Os ângulos de auxílio podem ser enviados como um comando de saída para o controlador de orientação de luz de aterrissagem 52, que direciona a luz de aterrissagem 44 para iluminar na direção do percurso de aeronave. O controlador de orientação de luz de aterrissagem 52 pode direcionar a luz de aterrissagem 44 para mirar ou orientar uma área de iluminação em uma direção do foco de expansão 122, a fim de iluminar a trajetória de voo. Dessa forma, o sistema de luz de aterrissagem 30 fornece um sistema automatizado para direcionar ou mirar a luz de aterrissagem 44 com base na direção de percurso de uma aeronave. [0043] A presente divulgação descreve luzes de aterrissagem que têm um sistema de orientação de luz. Tais sistemas de orientação de luz podem ser usados em sistemas de aeronave, tais como, por exemplo, sistemas de aterrissagem de aeronave. No entanto, os sistemas e métodos da presente divulgação também podem ser adequados para uso em sistemas não aéreos. Em várias modalidades, os sistemas de orientação de luz aqui descritos podem ser usados com qualquer aeronave e/ou veículo adequado com luzes (por exemplo, uma aeronave comercial, uma aeronave militar, um helicóptero, um avião não tripulado e/ou semelhantes).

[0044] Benefícios e outras vantagens foram aqui descritos com

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 72/85 / 19 respeito a modalidades específicas. Além disso, as linhas de conexão mostradas nas várias Figuras contidas aqui têm a intenção de representar relações funcionais exemplificadoras e/ou acoplamentos físicos entre os vários elementos. Deve ser notado que muitas relações funcionais alternativas ou adicionais ou conexões físicas podem estar presentes em um sistema prático. No entanto, os benefícios, as vantagens e quaisquer elementos que possam ocasionar qualquer benefício ou vantagem ou ficar mais evidente não serão interpretados como características ou elementos críticos, necessários ou essenciais da divulgação. O escopo da divulgação é, portanto, para ser limitado por nada mais do que as reivindicações anexas, nas quais referência a um elemento no singular não se destina a significar um e apenas um, a menos que explicitamente assim declarado, mas em vez disso um ou mais. Mais ainda, quando uma frase semelhante a pelo menos um de A, B ou C é utilizada nas reivindicações, pretende-se que a frase seja interpretada para significar que A sozinho pode estar presente numa modalidade, B sozinho pode ser presente numa modalidade, C sozinho pode estar presente numa modalidade ou que qualquer combinação dos elementos A, B e C pode estar presente numa única modalidade; por exemplo, A e B, A e C, B e C ou A e B e C.

[0045] São fornecidos no presente documento sistemas, métodos e aparelho. Na descrição detalhada aqui, referências a várias modalidades, uma modalidade, a modalidade, uma modalidade exemplificadora, etc., indicam que a modalidade descrita pode incluir um recurso, estrutura ou característica particular, mas todas as modalidades podem não incluir necessariamente o recurso, estrutura, ou característica particular. Além disso, essas sentenças não estão necessariamente se referindo à mesma modalidade. Além disso, quando um recurso, estrutura ou característica particular é descrito em conexão com uma modalidade, alega-se que o mesmo está dentro do conhecimento de um versado na técnica para efetuar tal recurso, estrutura

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 73/85 / 19 ou característica em conexão com outras modalidades explicitamente descritas ou não. Mediante a leitura da descrição, será evidente para aquele versado na técnica (ou técnicas) relevante como implantar a divulgação em modalidades alternativas.

[0046] Além disso, nenhum elemento, componente ou etapa de método na presente divulgação se destina a ser dedicado ao público, independentemente se o elemento, componente ou etapa de método é expressamente citado nas reivindicações. Nenhum elemento de reivindicação aqui será interpretado de acordo com as disposições de 35 U.S.C. 112 (f), a menos que o elemento seja expressamente citado com o uso da sentença meios para. Como aqui usado, os termos compreende, que compreende ou qualquer outra variação dos mesmos, se destinam a cobrir uma inclusão não exclusiva, de modo que um processo, método, artigo ou aparelho que compreende uma lista de elementos não inclua apenas esses elementos, mas possa incluir outros elementos não expressamente listados ou inerentes a tal processo, método, artigo ou aparelho.

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 74/85

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de luz de aterrissagem, compreendendo: uma câmera;

um controlador;

uma luz de aterrissagem; e uma memória não transitória tangível, caracterizado pelo fato de que a memória não transitória tangível é uma memória configurada para se comunicar com o controlador, a memória não transitória tangível tendo instruções armazenadas na mesma que, em resposta à execução pelo controlador, fazem com que o controlador execute operações que compreendem:

receber, pelo controlador, uma primeira imagem em um primeiro momento da câmera.

receber, pelo controlador, uma segunda imagem em um segundo momento da câmera.

estimar, pelo controlador, um foco de expansão entre a primeira imagem e a segunda imagem, e mirar, pelo controlador, a luz de aterrissagem com base no foco de expansão.
2. Sistema de luz de aterrissagem de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as operações compreendem ainda:

identificar, pelo controlador, uma característica na primeira imagem e na segunda imagem; e registrar, pelo controlador, uma primeira posição da característica na primeira imagem com uma segunda posição da característica na segunda imagem.
3. Sistema de luz de aterrissagem de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as operações compreendem

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 75/85

2 / 4 ainda determinar, pelo controlador, um vetor de expansão da característica.
4. Sistema de luz de aterrissagem de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as operações compreendem ainda receber, pelo controlador, uma posição de ponto de mira de câmera.
5. Sistema de luz de aterrissagem de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as operações compreendem ainda:

extrair, pelo controlador, um ângulo de auxílio com base no foco de expansão e na posição de ponto de mira de câmera;

determinar, pelo controlador, um movimento da câmera; e corrigir, pelo controlador, o foco de expansão com base no movimento da câmera.
6. Sistema de luz de aterrissagem de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um sensor, em que as operações compreendem ainda:

receber, pelo controlador, dados do sensor; e verificar, pelo controlador, o foco de expansão com base nos dados do sensor.
7. Artigo de fabricação, caracterizado pelo fato de que inclui um meio de armazenamento legível por computador tangível não transitório que tem instruções armazenadas no mesmo que, em resposta à execução por um controlador, fazem com que o controlador execute operações que compreendem:

receber, pelo controlador, uma primeira imagem em um primeiro momento de uma câmera.

receber, pelo controlador, uma segunda imagem em um segundo momento da câmera;

estimar, pelo controlador, um foco de expansão entre a primeira imagem e a segunda imagem; e

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 76/85

3 / 4 mirar, pelo controlador, uma luz de aterrissagem com base no foco de expansão.
8. Artigo de fabricação de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que as operações compreendem ainda:

identificar, pelo controlador, uma característica na primeira imagem e na segunda imagem; e registrar, pelo controlador, uma primeira posição da característica na primeira imagem com uma segunda posição da característica na segunda imagem.
9. Artigo de fabricação de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que as operações compreendem ainda determinar, pelo controlador, um vetor de expansão da característica.
10. Artigo de fabricação de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que as operações compreendem ainda receber, pelo controlador, uma posição de ponto de mira de câmera;

extrair, pelo controlador, um ângulo de auxílio com base no foco de expansão e na posição de ponto de mira de câmera.

determinar, pelo controlador, um movimento da câmera; e corrigir, pelo controlador, o foco de expansão com base no movimento da câmera.
11. Método de controle de uma luz de aterrissagem de uma aeronave, caracterizado pelo fato de que compreende:

receber, por um controlador, uma primeira imagem em um primeiro momento de uma câmera.

receber, pelo controlador, uma segunda imagem em um segundo momento da câmera;

estimar, pelo controlador, um foco de expansão entre a primeira imagem e a segunda imagem; e mirar, pelo controlador, a luz de aterrissagem com base no

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 77/85

4 / 4 foco de expansão.
12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

identificar, pelo controlador, uma característica na primeira imagem e na segunda imagem; e registrar, pelo controlador, uma primeira posição da característica na primeira imagem com uma segunda posição da característica na segunda imagem.
13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o foco de expansão corresponde a uma direção de percurso da aeronave.

o método compreende ainda receber, pelo controlador, uma posição de ponto de mira de câmera, em que a posição de ponto de mira de câmera corresponde a uma direção de apontamento de um nariz da aeronave, e;

extrair, pelo controlador, um ângulo de auxílio com base no foco de expansão e na posição de ponto de mira de câmera, em que o ângulo de auxílio corresponde a uma diferença entre a direção de apontamento do nariz da aeronave e a direção de percurso da aeronave.
14. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

determinar, pelo controlador, um movimento da câmera; e corrigir, pelo controlador, o foco de expansão com base no movimento da câmera.
15. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

receber, pelo controlador, dados de um sensor; e verificar, pelo controlador, o foco de expansão com base nos dados do sensor.

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 78/85

1/6

Petição 870170015259, de 09/03/2017, pág. 79/85

2/6

I_______________ι