BRPI0619678A2 - método e sistema para instruir nós dinámicos em uma rede móvel dinamicamente em mudança - Google Patents

Abstract

MéTODO E SISTEMA PARA INSTRUIR NóS DINáMICOS EM UMA REDE MóVEL DINANICAMENTE EM MUDANçA. Trata-se de um sistema (20) e um método para instruir nós dinâmicos em uma rede móvel dinamicamente em mudança sobre como manobrar. Um receptor (22, 23) recebe os dados da situação indicativos de uma respectiva situação de cada nó dinâmico no espaço, e uma unidade de situação (24) acoplada ao receptor determina a respectiva situação de cada nó dinâmico. Uma unidade de análise (28) acoplada à unidade de situação analisa a respectiva situação de cada nó dinâmico em combinação com critérios especificados para gerar os respectivos dados de consciência da situação para cada nó dinâmico. Uma unidade seletora dinâmica (30) acoplada à unidade de análise determina a partir dos respectivos dados de consciência da situação a ação apropriada a ser executada por cada nó; e uma unidade de comunicação (32) acoplada à unidade seletora dinâmica transporta ao respectivo nó dinâmico o comando de dados para permitir a renderização de um comando personalizado para informar o nó respectivo sobre a ação apropriada a ser executada pelo mesmo.

Description

MÉTODO E SISTEMA PARA. INSTRUIR NÓS DINÂMICOS EM UMA REDE MÓVEL DINAMICAMENTE EM MUDANÇA

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a sistemas de comando, controle, comunicação e inteligência, normalmente abreviados como sistemas C4I.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Os sistemas de comando, controle, comunicação e inteligência, quer sejam civis, militares ou paramilitares, tais como sistemas de decolagem ou aterrissagem em aeroportos, porta-aviões, Sistemas de Alerta e Controle Aerotransportados (AWACS), e outros ainda, requerem uma alta concentração e uma resposta rápida dos operadores do sistema. Em um sistema de tráfego aéreo, por exemplo, os pilotos não vêem o quadro completo que é visto pelo controlador de tráfego aéreo, e desse modo deve confiar no controlador de tráfego aéreo ao qual eles são responsáveis para rever o quadro aéreo completo, obtido tipicamente através do radar, e para instruir os pilotos sob a sua responsabilidade direta como manobrar. Os sistemas C4I são geralmente utilizados para controlar aeronaves ou naves marítimas, mas a presente invenção é aplicável a qualquer sistema C4I onde um número limitado de participantes é dirigido por um controlador e eles dependem do controlador para executar os comandos responsivos às situações que são aparentes ao controlador, mas não necessariamente aos participantes.

Em tais sistemas, os comandos são convencionalmente dados vocalmente através de uma comunicação via rádio. Outra vez, para tomar o exemplo de um sistema de tráfego aéreo, o controlador do sistema obtém um quadro completo que define o ambiente em que o avião participante está manobrando e que é continuamente atualizado. Para cada piloto sob seu cuidado, ele examina visualmente o quadro atual e, com a identificação de situações potencialmente perigosas, determina e comunica qual a ação evasiva que o piloto respectivo deve executar para manobra fora de perigo. Ele deve repetir o procedimento para todos pilotos restantes sob seu cuidado e este processo inteiro deve então ser repetido para cada quadro sucessivo dos dados da imagem.

Desse modo, é aparente que em um sistema de tráfego aéreo o controlador deve executar três tarefas essenciais: primeiramente, ele deve analisar cada quadro atual da imagem e identificar situações potencialmente perigosas; em segundo lugar, ele deve determinar qual a ação evasiva que o piloto deve executar; e em terceiro lugar, ele deve comunicar os comandos apropriados ao piloto. Tudo isto deve ser feito para cada piloto sob seu cuidado para cada quadro de dados da imagem. É aparente que esta é uma atividade altamente estressante para o controlador de tráfego aéreo e tanto maior mais rapidamente o ambiente muda e mais ameaças ou outros perigos são dirigidos a um piloto. Desse modo, a natureza do ambiente, a sua taxa de mudança prevista, e a necessidade de comunicar vocalmente de maneira substancialmente simultânea as informações diferentes a um número de participantes, impõem um limite superior do número dos participantes a quem um único controlador pode ser responsável com segurança.

A Patente U.S. n° . 4.428.052 (Robinson et al.) concedida em 24 de janeiro de 1984 e intitulada "Navigational aid autopilot" descreve um aparelho navegacional e de piloto automático marítimo que tem um controlador que correlaciona a informação dos sensores e dos instrumentos para formar sinal de comunicação simples para o operador. Em uma realização, o controlador é adaptado para comunicar vocalmente um sinal de "perigo" em uma língua que é sintetizada de acordo com a língua predominante provável do receptor. A síntese de fala requerida para fazer isto não é somente limitada, como deve claramente se esperar no momento que esta patente foi depositada, mas é utilizada para facilitar a carga no receptor e não em um controlador central que deve enviar sinais de advertência diferentes a múltiplos receptores.

O pedido de patente WO 93/11443 (Leonard) publicado em 10 de junho de 1993 e intitulado "Method and Apparatus for Controlling Vehicle Movements" descreve um controlador despachador de veículos para uma frota de táxis que fornece dados de localização de computadores a bordo, transmite à base, seleciona um veículo apropriado em um computador base e transmite o comando a um veículo escolhido. 0 computador a bordo pode ser equipado com um sintetizador de voz para dar as informações verbais. 0 controlador despachador de veículos ajuda o expedidor a tomar uma decisão muito rápida quando seleciona um táxi para instruir para uma viagem específica, tendo em mente que tipicamente o expedidor não estará ciente de todos os fatores determinantes e tem tempo insuficiente para ponderar todos os fatores relevantes. Isto é agravado pelo fato que tem ele que gastar muito de seu tempo em uma comunicação verbal com cada motorista, bem como com os passageiros potenciais.

O conhecimento da situação do veículo que define a localização de cada veículo é fornecido ao veículo, processado e enviado a uma estação base no expedidor que usa a informação em combinação com a informação que está relacionada com a posição de um passageiro requisitada para determinar qual veículo está mais bem localizado para apanhar o passageiro. Os dados da situação podem compreender outros fatores tais como a ocupação do veículo, as condições do tempo, o nível de combustível, e assim por diante. A estação base envia então um sinal de comando ao veículo selecionado, que pode controlar uma impressora no táxi para imprimir as instruções ao motorista; ou pode ser alimentado em um sintetizador de voz para sintetizar as instruções vocais.

Em tal sistema de conhecimento de situação refere- se à adequabilidade de cada veículo separadamente e é comunicado ao expedidor do veículo, que faz então uma seleção baseada na localização do possível passageiro. O sistema fornece uma informação mais detalhada ao expedidor, tornando mais fácil a seleção do veículo disponível mais apropriado; mas não confere ao expedidor a capacidade de se comunicar com uma frota maior de veículos. Nem tal sistema presta-se a ajudar os veículos participantes a se evadir de ameaças externas.

A Patente U.S. n°. 5.557.278 (Piccirillo et al. ) , publicada em 17 de setembro de 1996, descreve um aparelho de resposta a perigo integrado no aeroporto para monitorar a localização de múltiplos objetos em um espaço predefinido. Um supervisor de rastreamento recebe os dados alvos de um sensor, caracteriza e rastreia os objetos selecionados, e fornece uma saída alvo que tem múltiplas características respectivas dos objetos selecionados. Um supervisor de localização caracteriza e exibe múltiplas características no espaço, e fornece uma saída de localização que tem as características acima mencionadas presentes. Um supervisor monitorador de perigo detecta e responde a uma condição de perigo predeterminada, e fornece uma observação detectável de tal condição de perigo, responsiva à saída alvo e à saída de localização. Os sinais de advertência audíveis podem ser sintetizados.

Tal aparelho pode analisar os movimentos do objeto na superfície quanto a indicações de ameaças possíveis, e pode alertar automaticamente controladores quanto a espaçamento inadequado de veículo, movimentos impróprios ou desautorizados ou posicionamento dentro da área do aeroporto e seu espaço aéreo associado, e até mesmo detritos na pista de decolagem que constituem ameaças que devem ser monitoradas. 0 AIHR pode rastrear um número pré-selecionado de alvos incluindo o avião na aproximação final, bem como aqueles que estão partindo ou aterrissando, e objetos, incluindo o avião, que está taxiando ou parado.

A Patente EP 1 190 408 (Simon et al.), publicada em 27 de março de 2002, descreve um sistema de aviso de tráfego aéreo automatizado onde as mensagens de aviso vocais são sintetizadas e transmitidas aos pilotos, de modo a evitar a necessidade de um controlador de tráfego aéreo. Uma vez que as mensagens de aviso são transmitidas, parece que elas são enviadas a todo avião dentro da faixa de transmissão e não são específicas para aviões. Além disso, as mensagens de aviso alertam os pilotos sobre uma ameaça, tal como uma visibilidade deficiente, mas não parecem sugerir uma ação evasiva tal como deve ser enviado normalmente em uma base de avião individual pelo controlador de tráfego aéreo.

Nenhuma destas referências da técnica anterior apresenta um método e sistema para reduzir a carga em um controlador de modo a permitir que ele preste serviços de manutenção a um número maior de participantes em uma rede móvel dinamicamente em mudança e instrua os participantes como manobrar a fim de realizar uma missão alvo ou sobre a ação evasiva que eles devem executar para manobrar fora da trajetória de ameaças percebidas.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

Portanto, um objetivo da presente invenção consiste na apresentação de um método e sistema para reduzir a carga em um controlador para permitir que ele preste serviços de manutenção a um número maior de nós dinâmicos em uma rede móvel dinamicamente em mudança e instrua os nós dinâmicos como manobrar a fim de realizar uma missão alvo ou sobre a ação evasiva que eles devem executar para manobrar fora da trajetória de ameaças percebidas.

Este objetivo é atingido de acordo com um primeiro aspecto da invenção por um método para instruir nós dinâmicos em uma rede móvel dinamicamente em mudança como manobrar a fim de realizar uma missão alvo ou sobre a ação evasiva que eles devem executar para manobrar fora de uma trajetória de uma ameaça percebida, em que o dito método compreende:

a recepção dos dados da situação indicativos de uma situação respectiva de cada nó dinâmico no espaço;

a determinação, a partir dos ditos dados da situação, da situação respectiva de cada nó dinâmico;

a análise da situação respectiva de cada nó dinâmico em combinação com critérios especificados para gerar dados respectivos de conhecimento da situação para cada nó dinâmico;

a determinação, a partir dos dados respectivos de conhecimento da situação, da ação apropriada a ser executada por cada nó; e

o envio dos dados dinâmicos respectivos do comando do nó para permitir a renderização de um comando personalizado para informar o nó respectivo sobre a ação apropriada a ser realizada pelo mesmo.

De acordo com um segundo aspecto da invenção, é apresentado um sistema para instruir nós dinâmicos em uma rede móvel dinamicamente em mudança como manobrar a fim de realizar uma missão alvo ou sobre a ação evasiva que eles devem executar para manobrar fora de uma trajetória de uma ameaça percebida, em que o dito sistema compreende:

um receptor para receber os dados da situação indicativos de uma situação respectiva de cada nó dinâmico no espaço;

uma unidade de situação acoplada ao receptor para determinar, a partir dos ditos dados da situação, a situação respectiva de cada nó dinâmico;

uma unidade de análise acoplada à unidade de situação para analisar a situação respectiva de cada nó dinâmico em combinação com critérios especificados para gerar dados respectivos de conhecimento da situação para cada nó dinâmico;

uma unidade de seleção dinâmica acoplada à unidade de análise para determinar, a partir dos dados respectivos de conhecimento da situação, a ação apropriada a ser executada por cada nó; e

uma unidade de comunicação acoplada à unidade de seleção dinâmica para enviar ao respectivo nó dinâmico os dados de comando para permitir a renderização de um comando personalizado para informar o nó respectivo da ação apropriada a ser realizada pelo mesmo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A fim de compreender a invenção e para ver como ela pode ser realizada na prática, uma realização preferida de uma unidade vocal será descrita agora, apenas a título de exemplo não-limitador, para ser utilizada com um sistema de comando, controle, comunicação e inteligência de avião e com referência aos desenhos anexos, nos quais:

a Figura 1 é um diagrama de blocos que mostra a funcionalidade de uma unidade de alerta vocal de acordo com um exemplo de realização da invenção;

a Figura 2 é um diagrama de blocos que mostra mais detalhadamente a funcionalidade de um sistema de comando, controle, comunicação e inteligência de avião que emprega a unidade de alerta vocal ilustrada na Figura 1;

a Figura 3 é um diagrama de blocos que mostra mais detalhadamente a funcionalidade de uma unidade de análise de dados dos objetos de conhecimento da situação utilizada no sistema mostrado na Figura 2; e a Figura 4 é um fluxograma que mostra as operações principais realizadas pelo sistema mostrado nas Figuras 1 e 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE EXEMPLOS DE REALIZAÇÕES

A Figura 1 mostra a funcionalidade de uma unidade de alerta vocal 10 que compreende um receptor 11 para receber os dados que indicam uma localização instantânea de um nó respectivo no espaço atravessado por nós. Os nós podem ser estáticos ou dinâmicos. Por exemplo, um nó estático pode ser um edifício ou uma área cujas coordenadas dos limites são conhecidas e nas quais um nó dinâmico não tem permissão de entrar. As condições podem ser associadas com os nós que permitem que as situações condicionais sejam determinadas. Por exemplo, um nó dinâmico pode ser sinalizado como "amigável" em cujo caso ele tem a permissão de entrar em uma área especificada que é "fechada" aos nós dinâmicos que não são sinalizados como "amigáveis". De tal maneira, situações complexas podem ser construídas e analisadas por meio das quais a informação de cada nó dinâmico é recebida e computada para construir situações para cada nó. As situações obtidas desse modo são analisadas então com base nas condições armazenadas e em outros critérios para determinar um quadro de conhecimento da situação que denote eficazmente se a ação especial deve ser executada.

Em um cenário típico, o receptor 11 faz parte de uma unidade de radar que rasteia constantemente o avião participante e exibe as suas localizações em uma tela de radar. Uma unidade de análise 12 acoplada ao receptor analisa os dados recebidos e determina para cada nó se alguma mudança na operação atual se faz necessária. Por exemplo, a unidade de análise 12 pode determinar para cada nó se há alguma ameaça percebida tal como, por exemplo, colisões potenciais; e, para cada uma de tais ameaças, determina a ação evasiva apropriada que deve ser executada pelo nó ameaçado. No entanto, a invenção não fica limitada ao aviso de ameaças iminentes, embora esta seja claramente uma aplicação importante. Em outras aplicações, um piloto de combate em uma missão de interceptação pode ser dirigido automaticamente pelo sistema até o alvo, até mesmo quando o alvo estiver se movendo. Do mesmo modo, um piloto civil pode ser dirigido durante a aterrissagem ou a decolagem. Uma unidade de síntese de voz 13 acoplada à unidade de análise 12 traduz dados alfanuméricos comandos verbais e transmitem os seus dados representativos ao piloto que estiver navegando através de uma unidade de comunicação 14, enviando desse modo ao piloto os dados de comando indicativos da ação evasiva ou outra ação necessária.

A Figura 2 mostra em maiores detalhes um sistema de comando, controle, comunicação e inteligência de avião 2 0 que emprega a unidade de alerta vocal 10 mostrada na Figura 1, em que os componentes idênticos serão indicados por referências numéricas idênticas. 0 sistema 20 inclui uma pluralidade de sensores que recebem dados do avião participante 21 (constituindo os nós dinâmicos) e de outros objetos (incluindo os nós estáticos e os nós dinâmicos) no espaço (constituindo um ambiente monitorado) . Os sensores incluem sensores locais 22, tais como radares, dispositivos óticos, etc., e sensores remotos 23. Os sensores remotos podem incluir sensores analógicos que são acoplados ao sistema através de modems apropriados, mas a distinção entre os sensores locais e os sensores remotos não é tão importante, no que se diz respeito à presente invenção. Os dados recebidos que descrevem uma localização instantânea de cada nó no espaço atravessado pelos nós dinâmicos são decodificados e transferidos a um computador 24 da estação de trabalho, onde eles são fundidos e integrados de modo a produzir uma cena integrada que fornece o conhecimento instantâneo da situação. 0 conceito de sinais de fusão formarem sensores múltiplos de modo a obter um quadro composto de objetos móveis e estacionários é conhecido per se. Por exemplo, o aparelho de resposta a perigo integrado no aeroporto descrito na patente U. S. n° . 5.557.278 acima mencionada coleta e funde dados dos sensores díspares. Tais sensores podem incluir, por exemplo, um sistema de equipamento de detecção de superfície de aeroporto (ASDE) que é adaptado para fornecer informações de vigilância de alta resolução, curto alcance, livre de aglomerado em aviões e veículos terrestres, localizados na superfície ou perto da superfície de movimento do aeroporto e áreas de retenção sob todas as condições de tempo e visibilidade. Um sistema de ASDE formata a informação do radar de detecção de superfície de entrada para uma área de cobertura desejada, e apresenta a mesma aos controladores locais e em terra em mostradores brilhantes de alta resolução na cabina da torre de controle do aeroporto. Do mesmo modo, um Sistema Terminal de Radar Automatizado (ARTS) pode ser utilizado para detectar e rastrear muitos aviões dentro de um grande volume de espaço aéreo. Outros sensores podem incluir um radar de vigilância secundário (SSR), ou um sistema posicionamento global (GPS). A maneira na qual tais sinais de sensor díspares são fundidos não é ela mesma uma característica da presente invenção e é feita referência â patente U.S. n° . 5.557.278, cujo teor é aqui incorporados a referência de referência e fornece um exemplo de como isto pode ser feito. Dentro do contexto da presente invenção, o termo "situação" é utilizado para denotar o quadro composto que pertence a um único nó, e o termo "conhecimento da situação" é utilizado para denotar as situações dinâmicas que estão relacionadas a um nó relativo a outros nós com base em critérios especificados. Para derivar tais situações dinâmicas, o sistema acessa um banco de dados de critérios armazenados cada um dos quais define uma situação que deve ser evitada ou a respeito de qual ação especial deve ser executada. Esses critérios podem ser:

• este nó está em um curso de colisão com um outro nó?

• este nó está em um curso de colisão com uma área fechada?

O banco de dados também armazena os dados que estão relacionados a cada nó no sistema, estáticos e dinâmicos. Esses dados incluem uma ID singular, bem como condições ou outros parâmetros que afetam uma situação respectiva computada para o nó. Por exemplo, um nó pode ter permissão para entrar no espaço aéreo definido pelas primeiras coordenadas de limite especificadas enquanto não tem permissão de entrar no espaço aéreo definido pelas segundas coordenadas de limite especificadas. O banco de dados pode ser distribuído entre muitos computadores diferentes de modo que os dados que estão relacionados aos nós diferentes não precisam ser armazenados em um único repositório; e certamente até mesmo os dados que estão relacionados a um único nó podem ser distribuídos entre computadores diferentes.

A situação e as condições de cada nó são analisadas em relação a todos os critérios no banco de dados para estabelecer para cada nó se ele responde a qualquer um dos critérios, em cujo caso especial uma ação deve agora ser executada. Do mesmo modo, podem ser definidas em vôo tarefas dedicadas que precisam ser executadas devido a uma situação particular conforme determinado. Por exemplo, a interceptação entre um interceptor e um alvo hostil deve levar em consideração as características do alvo, dinâmicas, estáticas, etc., o tipo do radar. 0 banco de dados também inclui os dados padrão que são utilizados se nenhum dado substituindo for transmitido pelo alvo hostil.

Uma vez que uma missão tiver sido atribuída, tal como a interceptação, a um avião objeto, o sistema mantém as mudanças de monitoramento nos dados da missão e dados dos objetos relacionados, tais como mudanças repentinas no cabeçalho do alvo, na velocidade, etc., e permitem manter o objeto/nó da missão atribuída atualizado. O monitoramento constante do quadro da situação e a utilização de conjuntos de regras predefinidas de comportamento do objeto propicia a capacidade de detectar o corredor do vôo ou o desvio do plano de vôo, assim como os perigos de colisão, os alertas de intrusão ou as ameaças de ocorrência repentina, etc., e para reagir automaticamente como uma conseqüência mediante a geração do alerta/mensagem relevante ao nó relevante.

Os dados fundidos são classificados e transferidos a um módulo de exibição 26, o qual exibe o conhecimento da situação instantâneo. A classificação permite que os dados sejam organizados de acordo com critérios predeterminados, tais como a prioridade, a confiabilidade do sensor, e assim por diante, para permitir que a preferência seja dada a alguns sinais ou sensores. Mas a maneira na qual isto é feito não é essencial à prática da presente invenção. 0 conhecimento da situação é um indicador da situação do ar, também conhecido no estado da técnica como quadro da situação do ar (ASP) e é apresentado ao controlador, geralmente como um quadro de tela que é recalculado e recuperado continuamente.

Os dados de conhecimento da situação são enviados a uma unidade de análise 28 de dados dos objetos de conhecimento da situação, a qual executa uma análise das relações entre todos os objetos no ambiente monitorado para avaliar o seu significado e determinar a avaliação da ameaça. A maneira na qual a avaliação da ameaça é determinada não é ela própria uma característica da presente invenção, embora deva ser apreciado que, uma vez que a cinemática do objeto e a localização geográfica são conhecidas para o sistema e fazem parte dos dados controlados dos objetos, dados tais como o rolamento relativo, a faixa, a altitude, a velocidade, a aceleração, etc., são calculados facilmente. Isto permite que o sistema crie diretrizes orientadoras exatas da direção, etc., para um avião ao qual foi designada uma missão de interceptação para suas diretrizes do alvo ou de aterrissagem para um campo de aterrissagem requerido.

Os dados analisados são alimentados em uma unidade de separação 29, a qual peneira e classifica os dados de acordo com os vários nós predefinidos para compilar o conhecimento da situação e os dados da avaliação da ameaça que pertencem a cada nó separadamente. Esses dados são enviados a uma unidade de seleção dinâmica 30, a qual controla a distribuição dos dados processados aos vários nós 21 e gere dados de comando no formato alfanumérico que são enviados ao avião respectivo para a exibição na tela do piloto. A unidade de síntese de voz 13 (mostrada na Figura 1) é acoplada à unidade de seleção dinâmica 3 0 para converter os dados alfanuméricos do comando em um formato de fala.

Alternativamente, os dados alfanuméricos de comando podem ser enviados ao avião e convertidos em comandos de fala por uma unidade de síntese de voz a bordo do avião.

No caso em que uma unidade da síntese de voz é provida como parte da unidade de alerta vocal, o controlador do sistema pode selecionar qual será o formato para transmitir os dados relevantes aos vários nós por meio de um transmissor 32. Desse modo, ele pode optar por enviar vocalmente os comandos através de um microfone (não mostrado) alimentado a uma unidade de dados 34, que produz um sinal de voz digitalizado que é então transmitido pelo transmissor 32. Embora esta seja a maneira na qual os comandos são tipicamente em sistemas de C4I, ela não é confiável e é demorada. A unidade de seleção dinâmica 30 pode, portanto, ser ajustada para distribuir dados de comando à unidade de síntese de voz 13 de modo a produzir a fala sintética que é transmitida diretamente na forma digital pelo transmissor 32. Em qualquer caso, os dados de comando em formato vocal digitado ou em formato sintetizado de voz podem ser gravados por uma unidade de gravação 36 para serem executados subseqüentemente.

A Figura 3 é um diagrama de blocos que mostra mais detalhadamente a funcionalidade da unidade de análise 28 de dados dos objetos de conhecimento da situação. Uma unidade de análise 2 8a de conhecimento da situação e da missão acompanha e controla todos os objetos que fazem parte do quadro da situação e analisa todas as ameaças e/ou relações da missão associados com os mesmos tal como definido pelo controlador humano. Conforme observado acima, estes podem incluir a interceptação, a aterrissagem, o impedimento de colisão, etc. Um engenho de diagnóstico 28b converte os dados analisados em seqüências programadas das sentenças de dados lógicos que contêm as diretrizes de interceptação, aterrissagem, advertência, etc., a serem transmitidas aos vários participantes. Uma unidade de vocabulário de língua 28c converte sentenças lógicas dos dados em sentenças de língua humana, em qualquer texto predefinido de língua, para serem sintetizadas e transmitidas posteriormente aos participantes através de engenhos Text-to-Speech fora de prateleira comerciais. As mensagens são tipicamente formadas por comandos primitivos que servem como moldes que podem ser adaptados de acordo com a circunstância mediante a concatenação de diversos comandos primitivos com dados auxiliares tais como a trajetória a ser perseguida por um nó alvo, ou a ID, localização, trajetória, e assim por diante, de um nó que deve ser interceptado ou evitado. Desse modo, guando as mensagens forem baseadas em comandos primitivos pré-gravados, elas são realmente construídas em tempo real de acordo com os dados atuais de mudanças dinâmicas. Além disso, as mensagens são personalizadas para cada nó de recepção de uma maneira análoga aos sistemas manuais onde um controlador humano envia as mensagens vocais a cada receptor individualmente.

Deve ser observado que, embora os comandos sejam formulados pela unidade de análise 28 de objetos de conhecimento da situação, eles não precisam ser submetidos à sintetização de voz pela unidade de alerta vocal. Desse modo, uma abordagem alternativa consiste em enviar os dados a cada nó que permite que a síntese de voz seja executada localmente por cada nó de recepção. Do mesmo modo, é tecnicamente praticável o envio dos comandos primitivos e de dados auxiliares aos nós de recepção respectivos, de modo a permitir que eles construam e submetam o comando à sintetização de voz.

Também deve ser apreciado que os sensores não fazem parte da unidade de alerta vocal, mas são sensores externos, tais com radar, sensores de SSR e GPS que são providos como padrão em sistemas de controle de tráfego aéreo. Desse modo, é suficiente que a unidade de alerta vocal tenha entradas para acoplar os sensores à mesma.

Também deve ser compreendido que, quando a invenção for descrita com consideração particular a um sistema controlador de tráfego aéreo que reduza a carga no controlador humano e, em situações extremas, possa até mesmo eliminar a necessidade de um controlador humano tal como sugerido na patente EP 1 190 408, de fato a invenção encontra uma aplicação muito mais geral. Desse modo, ela pode ser utilizada em alguns dos cenários descritos nas patentes citadas na seção Antecedentes cujos teores são aqui incorporados a título de referência. A título de exemplo simples, os mesmos princípios são aplicáveis em um sistema de expedição de táxis. Por exemplo, um sistema avançado de expedição de táxis pode acompanhar ao passageiros potenciais e programar o táxi disponível mais próximo para apanhar um passageiro. No entanto, ao contrário dos sistemas conhecidos, o movimento do passageiro também pode ser seguido: por exemplo, através de uma unidade de GPS carregada na sua pessoa, ou até mesmo através de um telefone móvel cuja posição no espaço pode ser determinada com exatidão razoável.

Isto permite que o controlador informe o motorista do táxi selecionado exatamente onde apanhar o passageiro. Porém, mais do que isto, se o passageiro se mover antes de ser apanhado, possivelmente devido ao fato que ele pensa que será mais conveniente para o motorista, a sua localização atualizada será enviada constantemente ao controlador e então transmitida vocalmente ao motorista. 0 motorista é desse modo constantemente atualizado em como manobrar a fim de realizar a missão alvo de encontrar o passageiro destinado. Mas isto é feito de uma maneira tal que reduz a carga no expedidor humano, uma vez que a atualização é processada e enviada automaticamente.

Naturalmente que muitas outras aplicações serão aparentes a um técnico no assunto.

A integração da unidade de síntese de voz 13 dentro da unidade de alerta vocal 10 resulta em um sistema de C4I que tem as seguintes vantagens:

• alta confiabilidade, uma vez que os erros humanos na leitura de dados digitais e na conversão em fala são evitados.

• operação simultânea, uma vez que a unidade de alerta vocal 10 pode gerar e transmitir dados de comando a uma pluralidade de aviões ou outros nós de maneira substancialmente simultânea. Isto é impossível quando um controlador humano emite dados de comando verbalmente.

• a taxa de recuperação dos dados pode variar.

• os dados de comando podem ser gerados e enviados em qualquer língua.

• os dados de comando podem ser opcionalmente transmitidos utilizando vozes diferentes, tais como masculina/feminina, passo alto/baixo, fala lenta/rápida, etc.

• uma vez que a análise da ameaça, a determinação e a vocalização da ação evasiva apropriada são todas

automatizadas, o controlador do sistema fica liberado para atender outros assuntos.

• o stress mental no controlador do sistema é desse modo reduzido.

Deve ficar compreendido que a unidade de alerta vocal 10 pode ser utilizada em todos os tipos de sistemas de C4I incluindo civis, militares ou paramilitares, tais como sistemas de decolagem ou aterrissagem em aeroportos, porta- aviões, Sistemas de Alerta e Controle Aerotransportados (AWACS), marítimos, bem como sistemas de C4I baseados em terra, requerendo a concentração elevada e a resposta rápida dos controladores.

Embora nas realizações exemplificadoras as mensagens personalizadas sejam vocalizadas, os princípios da invenção também podem ser aplicados à renderização de mensagens personalizadas em outras formas, tal como visualmente ou possivelmente vocal e visualmente.

Também deve ficar compreendido que o sistema de acordo com a invenção pode ser um computador apropriadamente programado. Do mesmo modo, a invenção contempla um programa de computador que pode ser lido por um computador para executar o método da invenção. A invenção contempla adicionalmente uma memória que pode ser lida por máquina que incorpora tangivelmente um programa de instruções executáveis pela máquina para executar o método da invenção.

Claims (28)

1. MÉTODO PARA INSTRUIR NÓS DINÂMICOS EM UMA REDE MÓVEL DINAMICAMENTE EM MUDANÇA, sobre como manobrar a fim de executar uma missão alvo ou uma ação evasiva que deve executar para manobrar de uma passagem de uma ameaça percebida, sendo que o dito método é caracterizado pelo fato de compreender: o recebimento dos dados da situação indicativos de uma respectiva situação de cada nó dinâmico no espaço; a determinação, a partir dos ditos dados da situação, da respectiva situação de cada nó dinâmico; a análise da respectiva situação de cada nó dinâmico em combinação com critérios especificados para gerar os respectivos dados de consciência da situação para cada nó dinâmico; a determinação, a partir dos respectivos dados de consciência da situação, da ação a ser executada por cada nó; e o transporte ao respectivo nó dinâmico dos dados de comando para permitir a renderização de um comando personalizado para informar o respectivo nó sobre a ação apropriada a ser executada pelo mesmo.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dados da situação também são indicativos de nós de estática na rede.

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o comando personalizado é renderizado vocalmente em cada nó.

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de incluir: a conversão dos dados de consciência da situação em seqüências programadas de sentenças de dados lógicos contendo diretrizes orientadoras apropriadas; e a conversão das ditas seqüências de sentenças de dados lógicos em sentenças de linguagem humana para a sintetização de voz por um engenho de texto-em-fala.

5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a conversão das ditas seqüências de sentenças de dados lógicos em sentenças de linguagem humana inclui a concàtenação de rudimentos do comando com dados auxiliares.

6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de incluir a sintetização de voz das sentenças de linguagem humana antes da transmissão aos respectivos nós.

7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de incluir a transmissão das sentenças de linguagem humana aos respectivos nós no formato de texto para vocalização pelos respectivos nós.

8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de uma linguagem característica é associada com pelo menos um dos nós e as seqüências de sentenças de dados lógicos são convertidas em sentenças de linguagem humanas na dita linguagem característica.

9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que os ditos dados de comando são representantes do comando personalizado construído e também são incluídos ao utilizar os dados de comando para construir o dito comando personalizado.

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que os dados de consciência da situação são indicativos de uma ameaça percebida ao respectivo nó e os dados de comando se referem à ação evasiva que deve ser executada pelo respectivo nó.

11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de incluir: a conversão dos dados de consciência da situação em seqüências programadas de sentenças de dados lógicos contendo diretrizes orientadoras apropriadas; e a conversão das ditas seqüências de sentenças de dados lógicos em sentenças de linguagem humana.

12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a conversão das ditas seqüências de sentenças de dados lógicos em sentenças de linguagem humana inclui a concatenação de rudimentos do comando com dados auxiliares.

13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11 ou -12, caracterizado pelo fato de incluir a transmissão das sentenças de linguagem humana no formato de texto para exibição pelos respectivos nós.

14 . SISTEMA PARA INSTRUIR NÓS DINÂMICOS EM UMA REDE MÓVEL DINAMICAMENTE EM MUDANÇA, sobre como manobrar a fim de executar uma missão alvo ou uma ação evasiva que devem executar para manobrar de uma passagem de uma ameaça percebida, sendo que o dito sistema é caracterizado pelo fato de compreender: um receptor (22, 23) para receber os dados da situação indicativos de uma respectiva situação de cada nó dinâmico no espaço; uma unidade de situação (24) acoplada ao receptor para determinar a partir dos ditos dados da situação a respectiva situação de cada nó dinâmico; uma unidade de análise (28) acoplada à unidade de situação para analisar a respectiva situação de cada nó dinâmico em combinação com critérios especificados para gerar os respectivos dados de consciência da situação para cada nó dinâmico; uma unidade seletora dinâmica (30) acoplada à unidade de análise para determinar a partir dos respectivos dados de consciência da situação a ação apropriada a ser executada por cada nõ; e uma unidade de comunicação (32) acoplada à unidade seletora dinâmica para transportar ao respectivo nó dinâmico os dados de comando para permitir a renderização de um comando personalizado para informar o respectivo nó sobre a ação apropriada a ser executada pelo mesmo.

15. SISTEMA, de acordo' com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que os dados da situação também são indicativos de nós estáticos na rede.

16. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 14 ou -15, caracterizado pelo fato de que o comando personalizado é renderizado vocalmente em cada nó..

17. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de incluir: um engenho de diagnóstico (2 8b) para converter os dados de consciência da situação em seqüências programadas de sentenças de dados lógicos contendo diretrizes orientadoras apropriadas; e uma unidade de vocabulário de linguagem (28c) acoplada ao engenho de diagnóstico para converter as ditas seqüências de sentenças de dados lógicos em sentenças de linguagem humana.

18. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o engenho de diagnóstico é adaptado para concatenar os rudimentos de comando com dados auxiliares.

19. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 17 ou -18, caracterizado pelo fato de que uma unidade de síntese de voz (13) é acoplada à unidade de vocabulário de linguagem para a sintetização de voz das sentenças de linguagem humana.

20. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 17 ou -18, caracterizado pelo fato de que a unidade de vocabulário de linguagem gera as sentenças de linguagem humana no formato de texto.

21. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 20, caracterizado pelo fato de que o engenho de diagnóstico é responsivo a uma linguagem característica associada com pelo menos um dos nós para converter as seqüências de sentenças de dados lógicos em sentenças de linguagem humana na dita linguagem característica.

22. SISTEMA, de acordo com qualquer das reivindicações 14 a 21, caracterizado pelo fato de que a unidade seletora dinâmica é adaptada para utilizar os dados de comando para construir o dito comando personalizado.

23. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 22, caracterizado pelo fato de que os dados de consciência da situação são indicativos de uma ameaça ao respectivo nó e os dados de comando referem-se à ação evasiva que deve ser executada pelo respectivo nó.

24. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 14 ou -15, caracterizado pelo fato de incluir: um engenho de diagnóstico (28b) para converter os dados de consciência da situação em seqüências programadas de sentenças de dados lógicos contendo diretrizes orientadoras apropriadas; e uma unidade de vocabulário de linguagem (28c) acoplada ao engenho de diagnóstico para converter as ditas seqüências de sentenças de dados lógicos em sentenças de linguagem humana.

25. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de o engenho de diagnóstico é adaptado para concatenar os rudimentos de comando com dados auxiliares.

26. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 24 ou 25, caracterizado pelo fato de que a unidade de vocabulário de linguagem gera sentenças de linguagem humana no formato de texto.

27. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 26, caracterizado pelo fato de que os nós dinâmicos incluem um avião.

28. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 27, caracterizado pelo fato de que o receptor tem entradas para acoplar a sensores externos, tais como radar, sensores de SSR e GPS.