BR102018014567A2 - Sistema de aterrissagem para controlar a operação de um veículo aéreo e método para controlar a operação de um veículo aéreo - Google Patents

Sistema de aterrissagem para controlar a operação de um veículo aéreo e método para controlar a operação de um veículo aéreo Download PDF

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Abstract

um sistema de aterrissagem (400) para controlar a operação de um veículo aéreo (100) voando uma aproximação final a uma pista (610) inclui um dispositivo de computação (420) e um scanner lidar (410). o dispositivo (420) obtém um primeiro conjunto de dados indicativo de uma trajetória de voo de referência (600) para a aproximação final. o primeiro conjunto de dados inclui uma medição de tempo de voo para cada feixe de luz de uma primeira pluralidade de feixes de luz (622) emitida antes de o veículo aéreo voar a aproximação final. o dispositivo determina uma trajetória de voo real (700) para a aproximação final com base, pelo menos em parte, em um segundo conjunto de dados compreendendo uma medição de tempo de voo para cada feixe de luz (722) de uma segunda pluralidade de feixes de luz emitida a partir da fonte de luz (412) do scanner lidar (410). com base no primeiro e segundo conjuntos de dados, o dispositivo (420) determina se a trajetória de voo real (700) se desvia da trajetória de voo de referência (600) e gera uma ação de controle para ajustar a operação do veículo aéreo (100).

Description

“SISTEMA DE ATERRISSAGEM PARA CONTROLAR A OPERAÇÃO DE UM VEÍCULO AÉREO E MÉTODO PARA CONTROLAR A OPERAÇÃO DE UM VEÍCULO AÉREO”
Campo da Invenção [001] A presente invenção se refere, de modo geral, a veículos aéreos. Em particular, a presente invenção se refere a um sistema de aterrissagem para veículos aéreos.
Antecedentes da Invenção [002] Um sistema de aterrissagem usado para guiar um veículo aéreo em uma pista inclui componentes no solo e também a bordo do veículo aéreo. No entanto, quando os componentes com base no solo se tornam inoperáveis (por exemplo, falham), os veículos aéreos devem ser redirecionados para outra pista ou, pior ainda, para outro aeroporto. Além disso, se um aeroporto não incluir componentes com base no solo, os veículos aéreos deverão ser redirecionados para outro aeroporto. O redirecionamento dos veículos aéreos é indesejável, porque o tempo de viagem adicional aumenta o consumo de combustível. Além disso, a reputação de uma companhia de transportes aéreos que presta serviços à passageiros pode sofrer um impacto negativo.
Descrição da Invenção [003] Os aspectos e vantagens da presente invenção serão apresentados em parte na descrição seguinte, ou podem ser óbvios a partir da descrição, ou podem ser aprendidos através da prática da presente invenção.
[004] Em um aspecto, um sistema de aterrissagem para controlar a operação de um veículo aéreo voando uma aproximação final a uma pista pode incluir um scanner LIDAR. O scanner LIDAR pode ser montado no veículo aéreo. Além disso, o scanner LIDAR pode incluir uma fonte de luz configurada para emitir um feixe de luz. O sistema de aterrissagem também pode incluir um
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2/28 ou mais dispositivos de computação configurados para obter um primeiro conjunto de dados indicativo de uma trajetória de voo de referência para a aproximação final. O primeiro conjunto de dados pode incluir uma medição de tempo de voo para cada feixe de luz de uma primeira pluralidade de feixes de luz emitida antes do veículo aéreo voar a aproximação final. Além disso, o(s) dispositivo(s) de computação pode(m) ser configurado(s) para determinar uma trajetória de voo real para a aproximação final com base, pelo menos em parte, em um segundo conjunto de dados. O segundo conjunto de dados pode incluir uma medição de tempo de voo para cada feixe de luz de uma segunda pluralidade de feixes de luz emitida a partir da fonte de luz do scanner LIDAR quando o veículo aéreo está voando a aproximação final. O(s) dispositivo(s) de computação pode(m) ser ainda configurado(s) para determinar se a trajetória de voo real se desvia da trajetória de voo de referência com base, pelo menos em parte, no primeiro conjunto de dados e no segundo conjunto de dados. Quando a trajetória de voo real se desvia da trajetória de voo de referência por um valor predeterminado, o(s) dispositivo(s) de computação pode(m) ser ainda configurado(s) para gerar uma ação de controle para ajustar a operação do veículo aéreo. Mais especificamente, o(s) dispositivo(s) de computação pode(m) gerar a ação de controle até que a trajetória de voo real não se desvie mais da trajetória de voo de referência pelo valor predeterminado.
[005] Em outro aspecto de exemplo, um método para controlar a operação de um veículo aéreo voando uma aproximação final a uma pista pode incluir a obtenção, através de um ou mais dispositivos de computação, de um primeiro conjunto de dados indicativo de uma trajetória de voo de referência para a aproximação final à pista. O primeiro conjunto de dados pode incluir uma medição de tempo de voo para cada feixe de luz de uma primeira pluralidade de feixes de luz emitida antes do veículo aéreo voar a aproximação final. O método pode ainda incluir a determinação, pelo(s) dispositivo(s) de
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3/28 computação, de uma trajetória de voo real para a aproximação final com base, pelo menos em parte, em um segundo conjunto de dados. O segundo conjunto de dados pode incluir uma medição de tempo de voo para cada feixe de luz de uma segunda pluralidade de feixes de luz emitida a partir de uma fonte de luz de um scanner LIDAR montado no veículo aéreo. Além disso, a segunda pluralidade de feixes de luz pode ser emitida a partir da fonte de luz quando o veículo aéreo está voando a aproximação final. O método pode ainda incluir a determinação, pelo(s) dispositivo(s) de computação, de se a trajetória de voo real se desvia da trajetória de voo de referência com base, pelo menos em parte, no primeiro conjunto de dados e no segundo conjunto de dados. Quando a trajetória de voo real se desvia da trajetória de voo de referência por um valor predeterminado, o método pode ainda incluir a geração, através do(s) dispositivo(s) de computação, de uma ação de controle para ajustar a operação do veículo aéreo. Mais especificamente, o(s) dispositivo(s) de computação pode(m) gerar a ação de controle até que a trajetória de voo real não se desvie mais da trajetória de voo de referência pelo valor predeterminado.
[006] Estas e outras características, aspectos e vantagens da presente invenção serão melhor compreendidos com referência à descrição seguinte e reivindicações anexas. As figuras anexas, que são incorporadas e constituem uma parte deste relatório descritivo, ilustram exemplos da presente invenção e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da presente invenção.
Breve Descrição dos Desenhos [007] Uma invenção completa e facilitadora da presente invenção, incluindo seu melhor modo, direcionada a um técnico no assunto, é apresentada no relatório descritivo que faz referência às figuras anexas, nas quais:
- a Figura 1 ilustra um veículo aéreo de acordo com formas de realização da presente invenção;
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- a Figura 2 ilustra um sistema de computação para um veículo aéreo de acordo com formas de realização da presente invenção;
- a Figura 3 ilustra um sistema de gestão de voo para um veículo aéreo de acordo com formas de realização da presente invenção;
- a Figura 4 ilustra um sistema de aterrissagem para um veículo aéreo de acordo com formas de realização da presente invenção;
- a Figura 5 ilustra o sistema de aterrissagem da Figura 4 montado em um veículo aéreo de acordo com formas de realização da presente invenção;
- a Figura 6 ilustra um veículo aéreo voando uma aproximação final a uma pista de acordo com formas de realização da presente invenção;
- a Figura 7 ilustra um veículo aéreo voando a aproximação final da Figura 6 durante um evento de baixa visibilidade de acordo com formas de realização da presente invenção;
- a Figura 8 ilustra um veículo aéreo que se desvia da aproximação final da Figura 6 durante um evento de baixa visibilidade de acordo com formas de realização da presente invenção; e
- a Figura 9 ilustra um fluxograma de um exemplo de método para controlar a operação de um veículo aéreo voando uma aproximação final a uma pista.
Descrição de Realizações da Invenção [008] Será agora feita referência em detalhe para apresentar formas de realização da presente invenção, um ou mais exemplos dos quais são ilustrados nas figuras em anexo. A descrição detalhada usa designações numéricas e de letras para se referir a características nas figuras.
[009] Como usado aqui, os termos “primeiro” e “segundo” podem ser usados de modo intercambiável para distinguir um componente do outro e não pretendem significar a localização ou importância dos componentes
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5/28 individuais. As formas singulares “um”, “uma” e “o”, “a” incluem referências plurais, a menos que o contexto indique claramente o contrário.
[010] Formas de realização da presente invenção são direcionadas a um sistema de aterrissagem para um veículo aéreo e a um método relacionado de utilização do sistema de aterrissagem. Especificamente, em formas de realização, o sistema de aterrissagem pode incluir um scanner LIDAR montado em um veículo aéreo. O scanner LIDAR pode incluir uma fonte de luz e um sensor. A fonte de luz pode emitir um feixe de luz que pode ser refletido em uma superfície e coletado pelo sensor. Em formas de realização, a superfície pode ser uma superfície do solo e/ou objetos do solo (por exemplo, edifícios, montanhas, um corpo de água, etc.) posicionados abaixo de uma trajetória de voo executada pelo veículo aéreo. Contudo, uma vez que o feixe de luz não pode ser emitido para além de uma profundidade predefinida do corpo de água, deve ser percebido que os objetos do solo incluem apenas corpos de água cujo fundo é menor ou igual à profundidade predefinida.
[011] O sistema de aterrissagem pode incluir um ou mais dispositivos de computação. O(s) dispositivo(s) de computação pode(m) controlar a operação do veículo aéreo durante uma fase particular de uma trajetória de voo executada pelo veículo aéreo. Em formas de realização, a fase particular pode incluir uma aproximação final para uma pista. De modo a controlar a operação do veículo aéreo na aproximação final, o(s) dispositivo(s) de computação pode(m) obter um primeiro conjunto de dados indicativo de uma trajetória de voo de referência para a aproximação final. O primeiro conjunto de dados pode incluir uma medição de tempo de voo para cada feixe de luz de uma primeira pluralidade de feixes de luz emitida antes de o veículo aéreo voar a aproximação final para a pista. Em formas de realização, a primeira pluralidade de feixes de luz pode ser emitida a partir de uma fonte de luz de um scanner LIDAR montado no segundo veículo aéreo (por exemplo,
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6/28 satélite) tendo voado anteriormente a trajetória de voo para a pista.
[012] Além disso, o(s) dispositivo(s) de computação pode(m) determinar uma trajetória de voo real do veículo aéreo atualmente voando na aproximação final para a pista. A trajetória de voo real pode ser baseada, pelo menos em parte, em um segundo conjunto de dados compreendendo uma medição de tempo de voo para cada feixe de luz de uma segunda pluralidade de feixes de luz emitida a partir de uma fonte de luz do scanner LIDAR montado no veículo aéreo. O(s) dispositivo(s) de computação pode(m) comparar o segundo conjunto de dados com o primeiro conjunto de dados. Se uma ou mais medições de tempo de voo incluídas no segundo conjunto de dados se desviarem das medições de tempo de voo correspondentes incluídas no primeiro conjunto de dados, então o(s) dispositivo(s) de computação pode(m) determinar que a trajetória de voo real se desvia da trajetória de voo de referência.
[013] Quando o(s) dispositivo(s) de computação determina(m) que a trajetória de voo real se desvia da trajetória de voo de referência, o(s) dispositivo(s) de computação pode(m) gerar uma ação de controle para ajustar a operação do veículo aéreo. Em formas de realização, o(s) dispositivo(s) de computação pode(m) gerar ações de controle subsequentes até que a trajetória de voo real corresponda à trajetória de voo de referência. Além disso, as ações de controle podem variar dependendo de como a trajetória de voo real se desvia da trajetória de voo de referência. Por exemplo, se a trajetória de voo real estiver a uma altitude maior que a trajetória de voo de referência, a ação de controle pode fazer com que o veículo aéreo desça até que uma coordenada de altitude da trajetória de voo real corresponda a uma coordenada de altitude da trajetória de voo de referência.
[014] Os sistemas e métodos aqui descritos podem fornecer vários efeitos e benefícios técnicos. Por exemplo, o sistema de aterrissagem
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7/28 pode ser usado quando as condições ambientais (por exemplo, neblina, nuvens) degradam a visibilidade da pista, porque a operação do scanner LIDAR não é afetada pelas condições ambientais. Além disso, o veículo aéreo pode aterrissar em um número maior de aeroportos, porque o sistema de aterrissagem não requer componentes terrestres. Deste modo, o sistema de aterrissagem da presente invenção proporciona economia de custos a um avião para transporte de passageiros que possui uma frota de veículos aéreos, porque a probabilidade de um ou mais veículos aéreos serem redirecionados devido a condições ambientais ou falha de equipamento terrestre é eliminada.
[015] A Figura 1 representa um veículo aéreo (100) de acordo com formas de realização da presente invenção. Como mostrado, o veículo aéreo (100) pode incluir uma fuselagem (120), um ou mais motores (130) e uma cabina (140). Em formas de realização, a cabina (140) pode incluir um posto de pilotagem (142) tendo vários instrumentos (144) e mostradores de voo (146). Deve ser apreciado que os instrumentos (144) podem incluir, sem limitação, um indicador, calibrador, ou qualquer outro dispositivo analógico adequado.
[016] Um primeiro usuário (por exemplo, um piloto) pode estar presente em um assento (148) e um segundo usuário (por exemplo, um copiloto) pode estar presente em um assento (150). O posto de pilotagem (142) pode ser localizado na frente do piloto e do copiloto e pode fornecer à tripulação de voo (por exemplo, piloto e copiloto) informações para auxiliar na operação do veículo aéreo (100). Os mostradores de voo (146) podem incluir mostradores primários de voo (PFDs - primary flight displays), unidades mostradoras de controle multifuncionais (MCDUs - multi-purpose control display units), painel de navegação (ND - navigation display) ou qualquer combinação adequada. Durante a operação do veículo aéreo (100), tanto os instrumentos (144) como os mostradores de voo (146) podem exibir uma vasta gama de
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8/28 informações de veículo, voo, navegação e outras utilizadas na operação e controle do veículo aéreo (100).
[017] Os instrumentos (144) e mostradores de voo (146) podem ser dispostos de qualquer maneira incluindo ter menos ou mais instrumentos ou mostradores. Além disso, os mostradores de voo (146) não precisam de ser coplanares e não precisam de ser do mesmo tamanho. Um mostrador de ecrã tátil ou superfície de ecrã tátil (não ilustrado) pode ser incluído nos mostradores de voo (146) e pode ser utilizado por um ou mais membros da tripulação de voo, incluindo o piloto e o copiloto, para interagir com o veículo aéreo (100). A superfície de ecrã tátil pode assumir qualquer forma adequada, incluindo a de um visor de cristal líquido (LCD), e pode usar vários atributos físicos ou elétricos para detectar as entradas da tripulação de voo. Está considerado que os mostradores de voo (146) podem ser dinâmicos e que um ou mais dispositivos de controle de cursor (não mostrados) e/ou um ou mais teclados multifuncionais (152) podem ser incluídos na cabina (140) e podem ser utilizados por um ou mais membros da tripulação de voo para interagir com sistemas do veículo aéreo (100). Desta maneira, o posto de pilotagem (142) pode ser considerado uma interface de usuário entre a tripulação de voo e o veículo aéreo (100).
[018] Adicionalmente, a cabina (140) pode incluir um dispositivo de entrada manipulado por operador (160) que permite aos membros da tripulação de voo controlar o funcionamento do veículo aéreo (100). Em um exemplo de forma de realização, o dispositivo de entrada manipulado por operador (160) pode ser utilizado para controlar a potência do motor de um ou mais motores (130). Mais especificamente, o dispositivo de entrada manipulado por operador (160) pode incluir uma alavanca tendo uma alça, e a alavanca pode ser movida entre uma primeira posição e uma segunda posição. Como tal, um membro da tripulação de voo pode mover a alavanca entre a primeira e
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9/28 a segunda posições para controlar a potência do motor do um ou mais motores (130). Deve ser apreciado que o piloto pode mover a alavanca para uma de uma pluralidade de terceiras posições intermediárias disposta entre a primeira posição e a segunda posição.
[019] Os números, localizações e/ou orientações dos componentes do exemplo de veículo aéreo (100) são para fins de ilustração e discussão e não se destinam a ser limitativos. Como tal, os técnicos no assunto, utilizando as invenções aqui fornecidas, devem compreender que os números, localizações e/ou orientações dos componentes do veículo aéreo (100) podem ser ajustados sem se afastar do escopo da presente invenção.
[020] Referindo-se agora à Figura 2, o veículo aéreo (100) pode incluir um sistema de computação de bordo (210). Como mostrado, o sistema de computação de bordo (210) pode incluir um ou mais dispositivos de computação de bordo (220) que podem ser associados, por exemplo, a um sistema aviônico. Em formas de realização, um ou mais dos dispositivos de computação de bordo (220) podem incluir um sistema de gestão de voo (FMS- flight management system). Alternativa ou adicionalmente, o um ou mais dispositivos de computação de bordo (220) podem ser acoplados a uma variedade de sistemas no veículo aéreo (100) através de uma rede de comunicação (230). A rede de comunicação (230) pode incluir um barramento de dados ou uma combinação de conexões de comunicação com fio e/ou sem fio.
[021] Em formas de realização, o(s) dispositivo(s) de computação de bordo (220) pode(m) estar em comunicação com um sistema mostrador (240), tal como os mostradores de voo (146) (Figura 1) do veículo aéreo (100). Mais especificamente, o sistema mostrador (240) pode incluir um ou mais dispositivos mostradores configurados para exibir ou, de outra maneira, fornecer informações geradas ou recebidas pelo sistema de computação de bordo (210). Em formas de realização, informações geradas ou recebidas pelo
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10/28 sistema de computação de bordo (210) podem ser exibidas no um ou mais dispositivos mostradores para visualização pelos membros da tripulação de voo do veículo aéreo (102). O sistema mostrador (240) pode incluir um mostrador de voo primário, uma unidade mostradora de controle multifuncional ou outros mostradores de voo adequados (146) normalmente incluídos dentro da cabina (140) (Figura 1) do veículo aéreo (100) [022] O(s) dispositivo(s) de computação de bordo (220) também pode(m) estar em comunicação com um computador de gerenciamento de voo (250). Em formas de realização, o computador de gerenciamento de voo (250) pode automatizar as tarefas de pilotagem e rastreamento do plano de voo do veículo aéreo (100). Deve ser percebido que o computador de gerenciamento de voo (250) pode incluir ou estar associado a qualquer número adequado de microprocessadores individuais, fontes de alimentação, dispositivos de armazenamento, placas de interface, sistemas de voo automático, computadores de gerenciamento de voo, sistema de gestão de voo (FMS) e outros componentes padrão. O computador de gerenciamento de voo (250) pode incluir ou cooperar com qualquer número de programas de software (por exemplo, programas de gerenciamento de voo) ou instruções designadas para realizar os vários métodos, tarefas de processo, cálculos e funções de controle/ exibição necessárias ao funcionamento do veículo aéreo (100). O computador de gerenciamento de voo (250) é ilustrado como sendo separado do(s) dispositivo(s) de computação de bordo (220). Contudo, os técnicos no assunto, utilizando as invenções aqui fornecidas, compreenderão que o computador de gerenciamento de voo (250) também pode ser incluído com ou implementado pelo(s) dispositivo(s) de computação de bordo (220).
[023] O(s) dispositivo(s) de computação de bordo (220) também pode(m) estar em comunicação com um ou mais sistemas de controle de veículo aéreo (260). O(s) sistema(s) de controle de veículo aéreo (260)
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11/28 pode(m) ser configurado(s) para realizar várias operações de veículo aéreo e controlar várias configurações e parâmetros associado ao veículo aéreo (100). Por exemplo, o(s) sistema(s) de controle de veículo aéreo (260) pode(m) estar associado(s) a um ou mais motor(es) (130) e/ou outros componentes do veículo aéreo (100). O(s) sistema(s) de controle de veículo aéreo (260) pode(m) incluir, por exemplo, sistemas de controle digital, sistemas de aceleração (throttle systems), sistemas de referência inercial, sistemas de instrumentos de voo, sistemas de controle do motor, sistemas de energia auxiliares, sistemas de monitoramento de combustível, sistemas de monitoramento de vibração do motor, sistemas de comunicação, sistemas de controle de flape, sistemas de aquisição de dados de voo, um sistema de gestão de voo (FMS), um sistema de aterrissagem e outros sistemas.
[024] Figura 3 representa um FMS (300) de acordo com formas de realização da presente invenção. Como mostrado, o FMS (300) pode incluir uma unidade mostradora de controle (CDU - control display unit) (310) possuindo um mostrador (312) e um ou mais dispositivos de entrada (314) (por exemplo, teclado). Em formas de realização, a CDU (310) pode ser comunicativamente acoplada ao computador de controle de voo (250). Desta forma, os membros da tripulação de voo podem comunicar informação ao computador de controle de voo (250) através da manipulação do um ou mais dispositivos de entrada (314). Da mesma forma, o computador de gerenciamento de voo (250) pode apresentar informações à tripulação de voo através do mostrador (312) da CDU (310).
[025] Em formas de realização, o FMS (300) pode incluir um banco de dados de navegação (320) acoplado de forma comunicativa ao computador de gerenciamento de voo (250). O banco de dados de navegação (320) pode incluir informação a partir da qual pode ser gerada uma trajetória de voo para o veículo aéreo (100). Em formas de realização, as informações
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12/28 armazenadas no banco de dados de navegação (320) podem incluir, sem limitação, rotas aéreas e pontos de referência associados. Em particular, uma rota aérea pode ser uma trajetória pré-definida que liga um local especificado (por exemplo, aeroporto de partida) a outro local (por exemplo, aeroporto de destino). Além disso, um ponto de referência pode incluir um ou mais pontos intermediários ou lugares na trajetória predefinida que define a rota aérea.
[026] O FMS (300) também pode incluir um banco de dados de desempenho (330) que é acoplado de forma comunicativa ao computador de gerenciamento de voo (250). O banco de dados de desempenho (330) pode incluir informações que, em combinação com informações do banco de dados de navegação (320), podem ser usadas para gerar uma trajetória de voo para o veículo aéreo (100). Em formas de realização, o banco de dados de desempenho (330) pode incluir, sem limitação, um modelo de desempenho que pode ser utilizado para otimizar a trajetória de voo. Mais especificamente, o modelo de desempenho pode incluir, sem limitação, dados indicativos de consumo de combustível e resistência aerodinâmica. Deve ser percebido que os dados podem ser uma função de qualquer valor adequado. Em uma forma de realização, os dados podem ser uma função da altitude. Alternativamente ou adicionalmente, os dados podem ser uma função da velocidade do ar do veículo aéreo (100). Ainda, os dados podem ser uma função das condições atmosféricas de um ambiente no qual o veículo aéreo (100) está funcionando.
[027] Ainda se referindo à Figura 3, o FMS (300) pode também incluir um sistema de referência inercial (IRS - inertial reference system) (350) que é comunicativamente acoplado ao computador de gerenciamento de voo (250). O IRS (350) pode ser configurado para determinar uma posição, velocidade e/ou aceleração do veículo aéreo (100). Em formas de realização, o IRS (350) pode incluir um giroscópio, um acelerômetro ou ambos para determinar uma posição, velocidade e/ou aceleração do veículo aéreo (100).
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Além disso, o FMS (300) pode incluir um sistema de posicionamento global (GPS - global positioning system) (360) que é comunicativamente acoplado ao computador de gerenciamento de voo (250). O GPS (360) pode ser configurado para determinar uma posição do veículo aéreo (100). Alternativamente ou adicionalmente, o FMS (300) pode incluir um rádio altímetro (370) configurado para determinar uma altitude do veículo aéreo (100).
[028] Figura 4 representa um exemplo de forma de realização de um sistema de aterrissagem (400) para o veículo aéreo (100). Como mostrado, o sistema de aterrissagem (400) pode incluir um scanner LIDAR (410) compreendendo uma fonte de luz (412) e um sensor (414). A fonte de luz (412) pode ser configurada para emitir um feixe de luz (416). Em formas de realização, a fonte de luz (412) pode emitir o feixe de luz (416) em uma superfície (418) e, como mostrado, o feixe de luz (416) pode ser refletido na superfície (418) e coletado pelo sensor (414). Como será discutido abaixo em mais detalhes, uma distância entre o scanner LIDAR (410) e a superfície (418) pode ser determinada com base, pelo menos em parte, em um tempo de voo do feixe de luz (416).
[029] Em formas de realização, o sistema de aterrissagem (400) pode incluir um ou mais dispositivos de computação (420) configurados para determinar o tempo de voo do feixe de luz (416). O um ou mais dispositivos de computação (420) podem incluir um ou mais processadores (422) e um ou mais dispositivos de memória (424). O um ou mais processadores (422) podem incluir qualquer dispositivo de processamento adequado, tal como um microprocessador, micro controlador, circuito integrado, dispositivo lógico ou outro dispositivo de processamento adequado. O um ou mais dispositivos de memória (424) podem incluir um ou mais meios legíveis por computador, incluindo, mas não limitado a meios não transitórios legíveis por computador,
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RAM, ROM, discos rígidos, pen drives ou outros dispositivos de memória.
[030] O um ou mais dispositivos de memória (424) podem armazenar informações acessíveis pelo um ou mais processadores (422), incluindo instruções legíveis por computador (426) que podem ser executadas pelo um ou mais processadores (422). As instruções legíveis por computador (426) podem ser qualquer conjunto de instruções que, quando executado pelo um ou mais processadores (422), faze com que o um ou mais processadores (422) executem operações. As instruções legíveis por computador (426) podem ser software escrito em qualquer linguagem de programação adequada ou podem ser implementadas em hardware. Em algumas formas de realização, as instruções legíveis por computador (426) podem ser executadas pelo um ou mais processadores (422) para fazer com que o um ou mais processadores (422) executem operações, tais como controlar o funcionamento de um veículo aéreo, como descrito abaixo com referência à Figura 9.
[031] O(s) dispositivo(s) de memória (424) pode(m) ainda armazenar dados (428) que podem ser acessados pelo um ou mais processadores (422). Por exemplo, os dados (428) podem incluir uma ou mais tabelas, funções, algoritmos, modelos, equações etc., de acordo com formas de realização da presente invenção.
[032] O um ou mais dispositivos de computação (420) também podem incluir uma interface de comunicação (430) usada para comunicar, por exemplo, com os outros componentes do sistema. A interface de comunicação (430) pode incluir quaisquer componentes adequados para interface com uma ou mais redes, incluindo, por exemplo, transmissores, receptores, portas, controladores, antenas ou outros componentes adequados. Como será discutido abaixo em mais detalhe, o(s) dispositivo(s) de computação pode(m) estar em comunicação com o computador de gerenciamento de voo (250) (Figura 3).
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15/28 [033] Referindo-se agora às Figuras 4 e 5, o scanner LIDAR (410) pode ser montado de forma removível no veículo aéreo (100). Em formas de realização alternativas, no entanto, o scanner LIDAR (410) pode ser integrado com o veículo aéreo (100). Mais especificamente, o scanner LIDAR (410) pode ser montado de forma removível em uma superfície exterior da fuselagem (120). Em formas de realização de exemplo, o scanner LIDAR (410) pode ser montado de forma removível em uma suspensão cardan montada na superfície exterior da fuselagem (120). Além disso, a suspensão cardan pode ser giratória ao longo de um ou mais eixos. Desta forma, uma posição do scanner LIDAR (410) pode ser ajustada com base, pelo menos em parte, na orientação do veículo aéreo (100). Mais especificamente, a posição do scanner LIDAR (410) pode ser ajustada de modo que o scanner LIDAR (410) esteja substancialmente perpendicular à superfície (418). Como será discutido abaixo em mais detalhe, o scanner LIDAR (410) pode definir uma trajetória de varredura (500) ao longo de um ou mais eixos.
[034] Como mostrado, uma trajetória de voo (510) para o veículo aéreo (100) operando em um ambiente (por exemplo, rota aérea) é representada de acordo com formas de realização da presente invenção. A trajetória de voo (510) pode incluir uma pluralidade de pontos de referência (512) para definir a trajetória de voo (510). Deve ser percebido que a trajetória de voo (510) pode ser gerada pelo FMS (300) acima discutido com referência à Figura 3. Em particular, o computador de gerenciamento de voo (250) pode gerar a trajetória de voo (510) com base, pelo menos em parte, na informação recebida da unidade mostradora de controle (310), do banco de dados de navegação (320), do banco de dados de desempenho (330), do sistema de referência inercial (350) ou qualquer combinação adequada dos mesmos.
[035] Em formas de realização, a trajetória de voo (510) pode ser uma trajetória quadri-dimensional compreendendo um componente espacial e
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16/28 um componente temporal. O componente espacial pode indicar uma posição do veículo aéreo (100) dentro de um sistema de coordenadas tridimensional. Mais especificamente, o sistema de coordenadas tridimensional pode incluir um eixo de latitude L, um eixo de longitude (não mostrado) e um eixo vertical V. Os eixos de latitude e longitude podem indicar uma posição do veículo aéreo (100) em uma esfera ou elipsoide representativa de Terra. O eixo vertical V pode indicar uma distância entre o veículo aéreo (100) e uma superfície da esfera (por exemplo, Terra). Além disso, o componente temporal da trajetória quadridimensional pode indicar quando se pode esperar que o veículo aéreo (100) cruze cada um dos pontos de referência (512).
[036] Em formas de realização, o scanner LIDAR (410) pode ser utilizado para gerar um modelo tridimensional (3D) de uma superfície do solo (520) posicionada abaixo da trajetória de voo (510) do veículo aéreo (100). Em particular, o scanner LIDAR (410) pode varrer a superfície do solo (520) emitindo uma pluralidade de feixes de luz (522) em uma parte (524) da superfície do solo (520) que está dentro da trajetória de varredura (500). Cada feixe de luz da pluralidade de feixes de luz (522) pode ser refletido na parte (524) da superfície do solo (520) e pode ser coletado pelo sensor (414). Tal como discutido acima, o(s) dispositivo(s) de computação (420) pode(m) determinar uma medição de tempo de voo para cada feixe de luz da pluralidade de feixes de luz (522). Deste modo, o(s) dispositivo(s) de computação (420) pode(m) determinar uma distância entre o scanner LIDAR (410) e a parte (524) da superfície do solo (520). Em particular, a distância pode ser medida ao longo do eixo vertical V.
[037] À medida que o veículo aéreo (100) se move ao longo da trajetória de voo (510), o scanner LIDAR (410) pode varrer diferentes partes da superfície do solo (520). Por exemplo, o scanner LIDAR (410) pode varrer uma parte (526) da superfície do solo (520) que inclui um objeto do solo. Como
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17/28 mostrado, o objeto do solo pode ser um edifício (530). Em formas de realização alternativas, contudo, o objeto do solo pode ser uma estrada (540). Ainda em outras formas de realização alternativas, o objeto do solo pode ser qualquer fenômeno natural adequado, tal como uma montanha, uma floresta ou um corpo de água (por exemplo, rio, lago, etc.).
[038] Em formas de realização, o(s) dispositivo(s) de computação (420) pode ser acoplado de forma comunicativa ao sistema de referência inercial (350) e ao GPS (360). Em alternativa ou adicionalmente, o(s) dispositivo(s) de computação (420) pode(m) ser comunicativamente acoplado ao rádio altímetro (370). Desta forma, o(s) dispositivo(s) de computação (420) pode atribuir um identificador de localização à medição de tempo de voo determinada para cada feixe de luz da pluralidade de feixes de luz (522) emitida a partir da fonte de luz (412). O identificador de localização pode indicar uma posição do veículo aéreo (100) em relação à superfície do solo (520) ou, alternativamente, um objeto do solo. Mais especificamente, o identificador de localização pode incluir uma coordenada de latitude, uma coordenada de longitude e uma coordenada de altitude. Em formas de realização, o(s) dispositivo(s) de computação (420) pode(m) transmitir a posição do veículo aéreo (100) ao computador de gerenciamento de voo (250). Mais especificamente, o computador de gerenciamento de voo (250) pode utilizar a posição recebida para controlar a operação do veículo aéreo (100). Além disso, a posição recebida pode ser exibida em um dos mostradores de voo (146) (Figura 1) incluídos na cabina (140) do veículo aéreo (100).
[039] O(s) dispositivo(s) de computação (420) pode(m) ainda ser configurado(s) para gerar o modelo 3D da superfície do solo (520), incluindo objetos do solo (por exemplo, edifício, estrada, etc.), posicionados abaixo da trajetória de voo (510) do veículo aéreo (100). Como será discutido abaixo em mais detalhe, o sistema de aterrissagem (400) da Figura 4 pode ser usado para
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18/28 gerar um modelo 3D de uma superfície do solo e um ou mais objetos do solo que estão posicionados abaixo do veículo aéreo durante fases selecionadas (por exemplo, viagem, aproximação final) de uma trajetória de voo.
[040] A Figura 6 ilustra uma trajetória de voo de referência (600) voada pelo veículo aéreo (100) durante uma aproximação final a uma pista (610). Como mostrado, o veículo aéreo (100) se move sobre uma superfície do solo (620) e um ou mais objetos do solo durante a aproximação final à pista (610). Em formas de realização, um scanner LIDAR (410) montado no veículo aéreo (100) pode ser usado para coletar um primeiro conjunto de dados que pode ser usado para gerar um modelo 3D da superfície do solo (620) e do(s) objeto(s) do solo. Em formas de realização alternativas, no entanto, o primeiro conjunto de dados pode ser coletado a partir de um scanner LIDAR montado em um segundo veículo aéreo. Mais especificamente, o segundo veículo aéreo pode incluir um satélite que orbita a Terra.
[041] Como mostrado, a fonte de luz (412) do scanner LIDAR (410) pode emitir uma primeira pluralidade de feixes de luz (622) (apenas um mostrado) à medida que o veículo aéreo (100) se move para a aproximação final à pista (610). Mais especificamente, cada feixe de luz da primeira pluralidade de feixes de luz (622) pode refletir na superfície do solo (620) ou, alternativamente, um objeto do solo, tal como um edifício (630) posicionado ao longo da aproximação final. À medida que o veículo aéreo (100) se move sobre o edifício (630), o feixe de luz (622) emitido pela fonte de luz (412) (Figura 4) pode refletir de um topo (632) do edifício (630) e pode ser coletado pelo sensor (414) (Figura 4) do scanner LIDAR (410). Deste modo, o(s) dispositivo(s) de computação (420) pode(m) determinar uma medição de tempo de voo para o feixe de luz (622). O primeiro conjunto de dados pode incluir a medição do tempo de voo, o que pode indicar uma distância entre o scanner LIDAR (410) e o topo (632) do edifício (630). Além disso, o primeiro conjunto de dados pode
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19/28 também incluir uma medição de tempo de voo para um ou mais feixes de luz emitidos antes e depois do feixe de luz (622) representado na Figura 6. Deste modo, o(s) dispositivo(s) de computação (420) pode(m) determinar uma altura H do edifício (630) com base, pelo menos em parte, no primeiro conjunto de dados.
[042] Em formas de realização, a cada medição de tempo de voo incluída no primeiro conjunto de dados pode ser atribuída um identificador de localização. Mais especificamente, o identificador de localização pode ser atribuído com base, pelo menos em parte, nos dados do sistema de referência inercial (350), do GPS (360), do rádio altímetro (370) ou de qualquer combinação adequada dos mesmos. Em formas de realização, o primeiro conjunto de dados (por exemplo, identificador de localização e medições de tempo de voo) pode ser usado para gerar o modelo 3D da superfície do solo (620) e objetos do solo (por exemplo, edifício (630)). Em particular, um identificador de localização atribuído à medição de tempo de voo para o feixe de luz (622) que reflete no topo (632) do edifício (630) pode ser utilizado para determinar uma posição do edifício (630) dentro do modelo 3D.
[043] Além disso, o primeiro conjunto de dados pode indicar uma posição do veículo aéreo (100) em relação à superfície do solo (620) e ao edifício (630). Mais especificamente, o identificador de localização e as medições do tempo de voo podem indicar a posição do veículo aéreo (100) em relação à superfície do solo (620) e o edifício (630). Desta forma, o identificador de localização e as medições do tempo de voo podem indicar uma trajetória de voo (por exemplo, a trajetória de voo de referência (600)) que o veículo aéreo (100) voou durante a aproximação final à pista (610). Como será discutido abaixo em mais detalhe, o modelo 3D, especificamente o primeiro conjunto de dados, pode ser dependente durante um ou mais voos subsequentes nos quais o veículo aéreo (100) aterrissa na pista (610).
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20/28 [044] Em formas de realização de exemplo, o sistema de aterrissagem (400) pode incluir um banco de dados (450) configurado para armazenar uma pluralidade de modelos 3D gerados para várias aproximações finais a pistas. Mais especificamente, o banco de dados (450) pode armazenar o primeiro conjunto de dados usado para gerar o modelo 3D e determinar a trajetória de voo de referência (600) para a aproximação final à pista (610). Alternativamente ou adicionalmente, o banco de dados (450) pode armazenar modelos 3D gerados para outras fases (por exemplo, decolagem, subida, viagem etc.) de uma trajetória de voo. Os modelos 3D armazenados no banco de dados (450) podem ser carregados no banco de dados de navegação (320) de um ou mais veículos aéreos em intervalos predefinidos. Por exemplo, os modelos 3D podem ser carregados para o banco de dados de navegação (320) a cada vinte e oito dias. Em formas de realização alternativas, no entanto, os modelos 3D podem ser carregados com maior ou menor frequência.
[045] A Figura 7 representa uma trajetória de voo real (700) para a aproximação final à pista (610) quando a visibilidade é degradada devido a uma condição ambiental. Mais especificamente, a condição ambiental pode ser uma ou mais nuvens (710) obstruindo uma vista da superfície do solo (620) e objetos do solo, tais como a pluralidade de edifícios (630). Quando o veículo aéreo (100) se move para a aproximação final da pista (610), um segundo conjunto de dados pode ser coletado, em tempo real ou quase em tempo real, e pode ser usado para gerar um modelo 3D da superfície do solo (620) e objetos do solo, como o edifício (630). Além disso, o segundo conjunto de dados pode ser usado para determinar uma posição do veículo aéreo (100) em relação à superfície do solo e objeto(s) do solo.
[046] À medida que o veículo aéreo (100) sobrevoa o edifício (630), um feixe de luz (722) de uma segunda pluralidade de feixes de luz pode ser emitido pela fonte de luz (412) (Figura 4), refletido por um topo (632) do
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21/28 edifício (630) e ser coletado pelo sensor (414) (Figura 4) do scanner LIDAR (410). Deste modo, o(s) dispositivo(s) de computação (420) pode(m) determinar, em tempo real ou quase em tempo real, uma medição de tempo de voo para o feixe de luz (722) da segunda pluralidade de feixes de luz. A medição do tempo de voo pode indicar uma distância entre o scanner LIDAR (410) e o topo (632) do edifício (630). Em formas de realização, o segundo conjunto de dados pode incluir a medição do tempo de voo para o feixe de luz (722). Adicionalmente, o segundo conjunto de dados pode incluir uma medição de tempo de voo para um ou mais feixes de luz emitidos antes e depois do feixe de luz (722) representado na Figura 7. Deste modo, o(s) dispositivo(s) de computação (420) pode(m) determinar uma altura H do edifício (630) com base, pelo menos em parte, no segundo conjunto de dados.
[047] Em formas de realização, a cada medição de tempo de voo incluída no segundo conjunto de dados pode ser atribuída um identificador de localização com base em, pelo menos em parte, nos dados do sistema de referência inercial (350), do GPS (360), do rádio altímetro (370) ou de qualquer combinação dos mesmos. Mais especificamente, o identificador de localização pode ser atribuído a cada medição de tempo de voo em tempo real ou quase em tempo real. Deste modo, o(s) dispositivo(s) de computação (420) pode(m) utilizar o segundo conjunto de dados (isto é, o identificador de localização e a medição de tempo de voo) para gerar, em tempo real ou quase em tempo real, um modelo 3D da superfície do solo (620) e objeto(s) do solo posicionados abaixo do veículo aéreo (100). O(s) dispositivo(s) de computação (420) também pode(m) utilizar o segundo conjunto de dados para determinar, em tempo real ou quase em tempo real, uma posição do veículo aéreo (100) em relação à superfície do solo (620) e objeto(s) do solo. Deste modo, o segundo conjunto de dados pode ser utilizado para determinar a trajetória de voo real (700) do veículo aéreo (100).
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22/28 [048] Além disso, o(s) dispositivo(s) de computação (420) pode(m) ser configurado(s) para comparar a trajetória de voo real (700) contra a trajetória de voo de referência (600) em tempo real ou quase em tempo real. Em formas de realização, o(s) dispositivo(s) de computação (420) pode(m) comparar o segundo conjunto de dados indicativo da trajetória de voo real (700) contra o primeiro conjunto de dados indicativo da trajetória de voo de referência (600). Mais especificamente, uma primeira medição de tempo de voo incluída no primeiro conjunto de dados pode ser comparada contra uma segunda medição de tempo de voo incluída no segundo conjunto de dados. Deve ser percebido que o identificador de localização atribuído à primeira medição de tempo de voo corresponde ao identificador de localização atribuído à segunda medição de tempo de voo. Se a segunda medição de tempo de voo se desvia da primeira medição de tempo de voo pelo valor predeterminado, então o(s) dispositivo(s) de computação (420) pode(m) gerar uma ação de controle para ajustar a operação do veículo aéreo (100). Além disso, as medições de tempo de voo incluídas no segundo conjunto de dados continuam a se desviar das medições de tempo de voo incluídas no primeiro conjunto de dados, então o(s) dispositivo(s) de computação (420) pode(m) ser configurado(s) para gerar ações de controle adicionais.
[049] Como mencionado acima e representado na Figura 8, o(s) dispositivo(s) de computação (420) pode(m) ser configurado(s) para gerar a ação de controle quando uma parte (830) da trajetória de voo real (700) se desvia da trajetória de voo de referência (600) por um valor predeterminado. Em formas de realização, o valor predeterminado pode ser uma distância medida ao longo da direção vertical V. Além disso, se a trajetória de voo real (700) continuar a se desviar da trajetória de voo de referência (600), o(s) dispositivo(s) de computação (420) pode(m) ser configurado(s) para gerar ações de controle adicionais. Deve ser percebido, no entanto, que cada ação
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23/28 de controle sucessiva pode ter um efeito diferente na forma como o veículo aéreo (100) opera. Por exemplo, uma ação de controle pode fazer com que o veículo aéreo (100) suba, enquanto outra ação de controle pode fazer com que o veículo aéreo (100) desça.
[050] Em formas de realização, a trajetória de voo de referência (600) para a aproximação final à pista (610) pode ser atualizada cada vez que o veículo aéreo (100) voa a aproximação final para a pista (610). Mais especificamente, a trajetória de voo de referência (600) pode ser modificada para refletir alterações na superfície do solo (620) e/ou objetos do solo (por exemplo, edifício (630)) que ocorrem durante um período de tempo (por exemplo, dias, semanas, meses, anos). Por exemplo, o edifício (630) pode ser remodelado para incluir pavimentos adicionais, o que pode aumentar a altura H do edifício (630). Por outro lado, causas naturais (por exemplo, furacão, tornado, etc.) ou artificiais (por exemplo, demolição) podem destruir o edifício (630). Deve ser percebido que qualquer um dos casos pode impactar a precisão da trajetória de voo de referência (600). Como tal, o(s) dispositivo(s) de computação (420) pode(m) ser configurado(s) para armazenar a trajetória de voo real (700) em dispositivo(s) de memória (424) e, subsequentemente, transmitir a trajetória de voo real (700), especificamente, o segundo conjunto de dados, para o banco de dados (450). Deste modo, a trajetória de voo de referência (600) pode ser atualizada para refletir alterações na superfície do solo (620) e objetos do solo.
[051] Figura 9 representa um fluxograma de um exemplo de método (900) para controlar a operação de um veículo aéreo em uma aproximação final a uma pista. O método (900) pode ser implementado usando, por exemplo, o sistema (400) da Figura 4. A Figura 9 representa as etapas executadas em uma ordem específica para fins de ilustração e discussão. Os técnicos no assunto, utilizando as invenções aqui fornecidas, compreenderão
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24/28 que várias etapas, de qualquer um dos métodos aqui divulgados, podem ser adaptadas, modificadas, rearranjadas, realizadas simultaneamente ou modificadas de várias maneiras sem se afastar do escopo da presente invenção.
[052] Em (902), o método (900) pode incluir a obtenção, por um ou mais dispositivos de computação, de um primeiro conjunto de dados indicativo de uma trajetória de voo de referência para a aproximação final à pista. Especificamente, em formas de realização, o primeiro conjunto de dados pode incluir uma medição de tempo de voo para cada feixe de luz de uma primeira pluralidade de feixes de luz emitidos antes do veículo aéreo voar a aproximação final. Em formas de realização, o primeiro conjunto de dados pode ser obtido a partir de um banco de dados configurado para armazenar trajetórias de voo de referência para uma pluralidade de aproximações finais. Além disso, a primeira pluralidade de feixes de luz pode ser emitida a partir de uma fonte de luz de um scanner LIDAR a bordo de um segundo veículo aéreo. Em formas de realização, o segundo veículo aéreo pode ser um satélite orbitando a Terra. Alternativamente, o segundo veículo aéreo pode estar a bordo de outro veículo aéreo que tenha anteriormente voado a aproximação final à pista.
[053] Em (904), o método (900) pode incluir a determinação, pelo um ou mais dispositivos de computação, de uma trajetória de voo real para a aproximação final com base, pelo menos em parte, em um segundo conjunto de dados. Especificamente, em formas de realização, o segundo conjunto de dados pode incluir uma medição de tempo de voo para cada feixe de luz de uma segunda pluralidade de feixes de luz emitida a partir de uma fonte de luz de um scanner LIDAR montado no veículo aéreo. Além disso, a segunda pluralidade de feixes de luz pode ser emitida quando o veículo aéreo está voando a aproximação final para a pista. Deste modo, cada feixe de luz da
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25/28 segunda pluralidade de feixes de luz pode refletir na superfície do solo ou objeto do solo posicionado na aproximação final. Além disso, os feixes de luz refletidos podem ser coletados por um sensor do scanner LIDAR montado no veículo aéreo.
[054] Em (906), o método (900) pode incluir determinar, pelo um ou mais dispositivos de computação, se a trajetória de voo real se desvia da trajetória de voo de referência com base, pelo menos em parte, no primeiro conjunto de dados e no segundo conjunto de dados. Especificamente, em formas de realização, o(s) dispositivo(s) de computação pode(m) comparar uma primeira medição de tempo de voo incluída no primeiro conjunto de dados contra uma segunda medição de tempo de voo incluída no segundo conjunto de dados. Deve ser apreciado que um identificador de localização atribuído à primeira medição de tempo de voo pode corresponder a um identificador de localização atribuído à segunda medição de tempo de voo. Como tal, se a segunda medição de tempo de voo se desvia da primeira medição de tempo de voo por um valor predeterminado, então o método (900) pode prosseguir para (908). Caso contrário, o método (900) pode continuar a comparar medições de tempo de voo incluídas no primeiro conjunto de dados contra medições de tempo de voo incluídas no segundo conjunto de dados.
[055] Em (908), o método (900) pode incluir a geração, pelo um ou mais dispositivos de computação, de uma ação de controle para ajustar a operação do veículo aéreo. Mais especificamente, a ação de controle pode ajustar a operação do veículo aéreo até que o(s) dispositivo(s) de computação determine(m) que a trajetória de voo real não se desvia mais da trajetória de voo de referência. Além disso, a ação de controle pode variar dependendo de como a trajetória de voo real varia a partir da trajetória de voo de referência. Por exemplo, se a trajetória de voo real estiver acima da trajetória de voo de referência, o(s) dispositivo(s) de computação pode(m) gerar uma ação de
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26/28 controle que faça com que o veículo aéreo desça até que a trajetória de voo real corresponda à trajetória de voo de referência.
[056] A tecnologia aqui discutida faz referência a sistemas baseados em computador e ações tomadas por e informações enviadas para e a partir de sistemas baseados em computador. Um técnico no assunto reconhecerá que a flexibilidade inerente de sistemas baseados em computador permite uma grande variedade de configurações possíveis, combinações e divisões de tarefas e funcionalidade dentre e entre componentes. Por exemplo, os processos discutidos aqui podem ser implementados usando um único dispositivo de computação ou vários dispositivos de computação trabalhando em combinação. Bancos de dados, memória, instruções e aplicativos podem ser implementados em um único sistema ou distribuídos através de vários sistemas. Componentes distribuídos podem operar sequencialmente ou em paralelo.
[057] Esta descrição escrita usa exemplos para revelar formas de realização da presente invenção, incluindo a produção e utilização de quaisquer dispositivos ou sistemas e a execução de quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da presente invenção é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorram aos técnicos no assunto. Pretende-se que estes outros exemplos estejam dentro do escopo das reivindicações se incluírem elementos estruturais que não diferem da linguagem literal das reivindicações ou se incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças não substanciais das linguagens literais das reivindicações.
Lista de Partes
Caractere de referência Componente
100 Veículo Aéreo
120 Fuselagem
130 Motor(es) de turbina a gás
140 Cabina
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27/28
Caractere de referência Componente
142 Posto de pilotagem
144 Instrumentos
146 Mostradores de voo
148 Assento
150 Assento
152 Teclados Multifuncionais
160 Dispositivo de entrada manipulado por operador
210 Sistema de computação de bordo
220 Dispositivo(s) de computação de bordo
230 Rede de comunicação
240 Sistema mostrador
250 Computador de gerenciamento de voo
260 Sistema de controle de veículo aéreo
300 Sistema de gestão de voo
310 Unidade Mostradora de Controle
312 Mostrador
314 Dispositivos de entrada
320 Banco de dados de navegação
330 Banco de dados de desempenho
340 Computador de dados do ar
350 Sistema de referência inercial (IRS)
360 Sistema de Posicionamento Global (GPS)
370 Rádio altímetro
400 Sistema de aterrissagem
410 Scanner LIDAR
412 Fonte de luz
414 Sensor
416 Feixe de luz
418 Superfície
420 Dispositivo(s) de computação
422 Processador(es)
424 Dispositivo(s) de memória
426 Instruções
428 Dados
430 Interface de comunicação
450 Banco de dados
500 Trajetória de Voo
512 Um ou mais pontos de referência
520 Superfície do solo
522 Feixes de luz
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28/28
Caractere de referência Componente
530 Edifícios
540 Estrada
600 Trajetória de voo de referência
610 Pista
620 Superfície do solo
622 Primeira pluralidade de feixes de luz
630 Edifício
632 Topo de edifício
700 Trajetória de voo real
710 Nuvens
722 Segunda pluralidade de feixes de luz
830 Parte da trajetória de voo real
900 Método
902 Etapa
904 Etapa
906 Etapa
908 Etapa
L Eixo de latitude
V Eixo vertical
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Claims (15)

  1. Reivindicações
    1. SISTEMA DE ATERRISSAGEM (400) PARA CONTROLAR A OPERAÇÃO DE UM VEÍCULO AÉREO (100) voando em uma aproximação final a uma pista (610), caracterizado pelo fato de que o sistema de aterrissagem (400) compreende:
    - um scanner LIDAR (410) montado no veículo aéreo (100); e
    - um ou mais dispositivos de computação (420) configurados para:
    obter um primeiro conjunto de dados indicativo de uma trajetória de voo de referência (600) para a aproximação final à pista (610), o primeiro conjunto de dados compreendendo uma medição de tempo de voo para cada feixe de luz de uma primeira pluralidade de feixes de luz (622) emitida antes do veículo aéreo (100) voar a aproximação final;
    determinar uma trajetória de voo real (700) para a aproximação final com base, pelo menos em parte, em um segundo conjunto de dados compreendendo uma medição de tempo de voo para cada feixe de luz de uma segunda pluralidade de feixes de luz (722) emitida a partir de uma fonte de luz (412) do scanner LIDAR (410) quando o veículo aéreo (100) está voando a aproximação final;
    determinar se a trajetória de voo real (700) se desvia da trajetória de voo de referência (600) com base, pelo menos em parte, no primeiro conjunto de dados e no segundo conjunto de dados; e quando a trajetória de voo real (700) se desvia da trajetória de voo de referência por um valor predeterminado, gerar uma ação de controle para ajustar a operação do veículo aéreo (100) até que a trajetória de voo real (700) não se desvie mais da trajetória de voo de referência (600) pelo valor predeterminado.
  2. 2. SISTEMA DE ATERRISSAGEM (400), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada feixe de luz da segunda
    Petição 870180164567, de 18/12/2018, pág. 37/49
    2/5 pluralidade de feixes de luz (722) reflete uma superfície do solo (620) ou objeto do solo (630) posicionado na aproximação final e em que os feixes de luz refletidos são coletados por um sensor (414) do scanner LIDAR (410).
  3. 3. SISTEMA DE ATERRISSAGEM (400), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que cada feixe de luz da primeira pluralidade de feixes de luz (622) é emitido a partir de uma fonte de luz (412) de um scanner LIDAR (410) montado em um segundo veículo aéreo e em que cada feixe de luz da primeira pluralidade de feixes de luz (622) é refletido na superfície do solo (620) ou no objeto do solo (630) e coletado por um sensor (414) do scanner LIDAR (410) montado no segundo veículo aéreo.
  4. 4. SISTEMA DE ATERRISSAGEM (400), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o segundo veículo aéreo é um satélite que orbita a Terra.
  5. 5. SISTEMA DE ATERRISSAGEM (400), de acordo com a da reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o primeiro conjunto de dados compreende ainda um identificador de localização atribuído a cada medição de tempo de voo incluída no primeiro conjunto de dados e em que o segundo conjunto de dados compreende ainda um identificador de localização atribuído a cada medição de tempo de voo incluída no segundo conjunto de dados.
  6. 6. SISTEMA DE ATERRISSAGEM (400), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o identificador de localização para cada medição de tempo de voo incluída no segundo conjunto de dados inclui dados de uma unidade de medição inercial (IMU) (350) do veículo aéreo e dados de um sistema de posicionamento global (GPS) (360) do veículo aéreo (100).
  7. 7. SISTEMA DE ATERRISSAGEM (400), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o identificador de localização compreende ainda dados de um rádio altímetro (370) do veículo aéreo (100).
    Petição 870180164567, de 18/12/2018, pág. 38/49
    3/5
  8. 8. SISTEMA DE ATERRISSAGEM (400), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que quando o(s) dispositivo(s) de computação (420) determina(m) que a trajetória de voo real (700) se desvia da trajetória de voo de referência (600), o(s) dispositivo(s) de computação (420) (é)são configurado(s) para comparar o primeiro conjunto de dados contra o segundo conjunto de dados.
  9. 9. SISTEMA DE ATERRISSAGEM (400), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que quando o(s) dispositivo(s) de computação (420) compara(m) o primeiro conjunto de dados contra o segundo conjunto de dados, o(s) dispositivo(s) de computação (420) (é)são configurado(s) para comparar uma primeira medição de tempo de voo incluída nos primeiros dados contra uma segunda medição de tempo de voo incluída no segundo conjunto de dados e em que o identificador de localização atribuído à primeira medição de tempo de voo corresponde ao identificador de localização atribuído à segunda medição de tempo de voo.
  10. 10. SISTEMA DE ATERRISSAGEM (400), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o(s) dispositivo(s) de computação (420) (é)são ainda configurado(s) para atualizar a trajetória de voo de referência (600) para refletir uma alteração para a superfície do solo (620) ou objeto do solo (630) na aproximação final para a pista (610).
  11. 11. SISTEMA DE ATERRISSAGEM (400), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a alteração para a superfície do solo (620) ou objeto do solo (630) pode ser determinada com base, pelo menos em parte, no desvio do segundo conjunto de dados a partir do primeiro conjunto de dados.
  12. 12. MÉTODO (900) PARA CONTROLAR A OPERAÇÃO DE UM VEÍCULO AÉREO (100) voando uma aproximação final a uma pista (610) quando a visibilidade é degradada devido a uma condição ambiental (710),
    Petição 870180164567, de 18/12/2018, pág. 39/49
    4/5 caracterizado pelo fato de que o método (900) compreende:
    - obter (902), por um ou mais dispositivos de computação (420), um primeiro conjunto de dados indicativo de uma trajetória de voo de referência (600) para a aproximação final à pista, o primeiro conjunto de dados compreendendo uma medição de tempo de voo para cada feixe de luz de uma primeira pluralidade de feixes de luz (622) emitida antes de o veículo aéreo (100) voar a aproximação final;
    - determinar (904), por um ou mais dispositivos de computação (420), uma trajetória de voo real (700) para a aproximação final com base, pelo menos em parte, em um segundo conjunto de dados compreendendo uma medição de tempo de voo para cada feixe de luz de uma segunda pluralidade de feixes de luz (722) emitida a partir de uma fonte de luz (412) de um scanner LIDAR (410) montado no veículo aéreo (100);
    - determinar (906), por um ou mais dispositivos de computação (420), se a trajetória de voo real (700) se desvia da trajetória de voo de referência (600) com base, pelo menos em parte, no primeiro conjunto de dados e no segundo conjunto de dados; e
    - quando a trajetória de voo real (700) se desvia da trajetória de voo de referência (600) por um valor predeterminado, gerar (908), através do um ou mais dispositivos de computação (420), uma ação de controle para ajustar a operação do veículo aéreo (100) até que a trajetória de voo real (700) não se desvie mais da trajetória de voo de referência (600) pelo valor predeterminado, em que a segunda pluralidade de feixes de luz (722) é emitida a partir da fonte de luz (412) quando o veículo aéreo (100) está voando a aproximação final.
  13. 13. MÉTODO (900), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que cada feixe de luz (412) da segunda pluralidade
    Petição 870180164567, de 18/12/2018, pág. 40/49
    5/5 de feixes de luz (722) reflete em uma superfície do solo (620) ou objeto do solo (630) posicionado na aproximação final, e em que os feixes de luz refletidos são coletados por um sensor (414) do scanner LIDAR (410).
  14. 14. MÉTODO (900), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que cada feixe de luz da primeira pluralidade de feixes de luz (622) é emitido a partir de uma fonte de luz (412) de um scanner LIDAR (410) montado em um segundo veículo aéreo, e em que cada feixe de luz da primeira pluralidade de feixes de luz (622) é refletido na superfície do solo (620) ou objeto do solo (630) e coletado por um sensor (414) do scanner LIDAR (410) montado no segundo veículo aéreo.
  15. 15. MÉTODO (900), de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o primeiro conjunto de dados compreende ainda um identificador de localização atribuído a cada medição de tempo de voo incluída no primeiro conjunto de dados, e em que o segundo conjunto de dados compreende ainda um identificador de localização atribuído a cada medição de tempo de voo incluída no segundo conjunto de dados.
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