BRPI0904628A2

BRPI0904628A2 - sistema de prevenção de colisão e um método para determinar uma trajetória de manobra de escape para prevenção de colisão

Info

Publication number: BRPI0904628A2
Application number: BRPI0904628-3A
Authority: BR
Inventors: Bengt-Goeran Sundqvist
Original assignee: Saab Ab
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2009-11-12
Publication date: 2011-03-15
Also published as: US9286807B2; EP2187371A1; BRPI0904628B1; EP2187371B1; US20100121503A1

Abstract

SISTEMA DE PREVENçãO DE COLISãO E UM MéTODO PARA DETERMINAR UMA TRAJETóRIA DE MANOBRA DE ESCAPE PARA PREVENçãO DE COLISãO. A presente invenção refere-se a um sistema de prevenção de colisão. O sistema de prevenção de colisão compreende meios para receber dados de navegação referentes a veículo aéreo invasor e à própria aeronave; meios para armazenar uma pluralidade de trajetórias de escape predefinidas, e meios de processamento dispostos para comparar pelo menos um subconjunto de trajetórias de escape predefinidas com uma trajetória presumida do veiculo aéreo invasor e para selecionar uma das trajetórias de escape predefinidas com base na dita comparação. As trajetórias de escape predefinidas são pré-simuladas, onde cada trajetória de escape é associada com um conjunto de dados de navegação e com uma direção de manobra de escape.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DEPREVENÇÃO DE COLISÃO E UM MÉTODO PARA DETERMINAR UMATRAJETÓRIA DE MANOBRA DE ESCAPE PARA PREVENÇÃO DE COLISÃO".

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a sistemas de prevenção de coli-são e especialmente à determinação de manobras de escape nos ditos sis-temas de prevenção de colisão.

Antecedentes da Técnica

A fim de permitir que veículos aéreos não-tripulados (UAVs) per-corram espaço aéreo não-segregado civil, vários problemas técnicos devemser solucionados. Um dos mais importantes problemas é o problema de"perceber e evitar": um UAV deve ser capaz de perceber a presença de ou-tros veículos aéreos e, se necessário, realizar uma manobra de última horaautônoma e segura para evitar colisão no ar. Portanto, é necessário que oUAV compreenda um sistema de prevenção de colisão aérea, algumas ve-zes também referido como sistema de "Perceber & Evitar" de modo a poderpercorrer um espaço aéreo não-segregado. O sistema de prevenção de coli-são aérea compreenderia então um ou vários sensores para perceber umaaeronave invasora, e a funcionalidade de prevenção de colisão que utiliza osdados percebidos e as características de desempenho da própria aeronavepara realizar uma manobra de escape segura.

O cálculo das manobras de escape exige uma grande quantida-de de capacidade de processador, e, de acordo, uma quantidade limitada depossíveis manobras de escape pode ser testada de modo a encontrar umamanobra de escape adequada.

Sumário da Invenção

Um objetivo da presente invenção é se reduzir a exigência deprocessador para calcular uma trajetória de manobra de escape.

Isso, de acordo com uma modalidade da presente invenção, foialcançado por meio de um sistema de prevenção de colisão compreendendomeios para receber dados de navegação referentes ao veículo aéreo invasore a própria aeronave; meios de armazenamento de uma pluralidade de traje-tórias de escape predefinidas, e meios de processamento dispostos paracomparar pelo menos um subconjunto de trajetórias de escape predefinidascom uma trajetória presumida do veículo aéreo invasor e para selecionaruma das trajetórias de escape predefinidas com base na dita comparação.

As trajetórias de escape predefinidas são pré-simuladas, cada trajetória deescape sendo associada a um conjunto de dados de navegação e a umadireção de manobra de escape ou similar. O termo "direção de manobra deescape ou similar" deve incluir qualquer representação da manobra de es-cape.

A trajetória presumida do veículo aéreo invasor pode ser obtidade muitas formas diferentes. Em um exemplo, os meios de processamentosão dispostos para calcular a trajetória presumida do veículo aéreo invasorcom base nos dados de navegação recebidos com relação ao veículo aéreoinvasor. Alternativamente, a trajetória presumida é uma trajetória de escapedo veículo aéreo invasor. A informação relacionada com a dita trajetória deescape presumida é, por exemplo, recebida através de um link. Em outraalternativa, a trajetória presumida do veículo invasor é uma intenção ou pla-no de voo recebido através do transponder/link.

O conjunto de dados de navegação compreende, por exemplo,uma ou uma pluralidade das quantidades a seguir: velocidade, altitude, e/ouângulo de subida.

Utilizando-se as ditas trajetórias de escape pré-simuladas prede-finidas, onde cada trajetória de escape é associada com um conjunto de da-dos de navegação e a uma direção de manobra de escape ou similar, a ca-pacidade do processador é economizada. Nenhuma trajetória foi calculadapelo sistema de prevenção de colisão, visto que essas trajetórias foram cal-culadas offline. O modelo de simulação utilizado para calcular as trajetóriaspré-simuladas pode, portanto, ser qualquer modelo utilizado na simulação doveículo aéreo. Nenhum modelo de simulação separado precisa ser imple-mentado no sistema de prevenção de colisão. Adicionalmente, o modelo desimulação utilizado para calcular as trajetórias pré-simuladas pode ser dis-posto para fornecer uma medida de incerteza relacionada com o modelo oua cada trajetória calculada. Visto que nenhuma trajetória de escape é calcu-lada pelo sistema de prevenção de colisão, uma grande quantidade de ca-pacidade de computador é economizada. Isso permite, por exemplo, o testede uma grande quantidade de direções de manobra de escape contra a tra-jetória presumida sem exigir uma capacidade excessiva por parte do proces-sador. Dessa forma, uma direção de manobra de escape globalmente idealpode ser encontrada.

Em um exemplo, os meios de processamento são dispostos pa-ra escolher pelo menos um subconjunto das trajetórias de escape predefini-das para as quais o conjunto de dados de navegação coincide de formasubstancial com os dados de navegação relacionados com a própria aero-nave para comparação com a trajetória presumida do veículo aéreo invasor.

Os meios de processamento são, em um exemplo, dispostospara calcular a trajetória presumida do veículo aéreo invasor com base nosdados de navegação recebidos referentes ao veículo aéreo invasor.

O sistema de prevenção de colisão também pode compreendermeios de execução de manobra de escape para executar uma manobra deescape com base na dita trajetória de escape pré-calculada selecionada.

Adicionalmente, os segundos meios de processamento podem ser dispostospara calcular uma trajetória de escape refinada com base na direção de ma-nobra de escape da trajetória de escape selecionada e os meios de execu-ção de manobra de escape podem ser dispostos para executar a manobrade escape com base na trajetória de escape refinada. Os meios de execu-ção de manobra de escape são, em um exemplo, ativados por meio dosmeios de ativação dispostos para ativar os ditos meios de execução de ma-nobra de escape com base em um ou uma pluralidade de critérios predeter-minados.

A presente invenção também refere-se a um método de deter-minação de uma trajetória de manobra de escape para prevenção de coli-são, o dito método compreendendo as etapas de:

recebimento de dados de navegação referentes ao veículo aéreoinvasor e da própria aeronave;

comparação de uma pluralidade de trajetórias de escape prede-finidas com uma trajetória presumida do veículo aéreo invasor, onde cadatrajetória de escape predefinida é associada a um ou uma pluralidade devalores de dados de navegação e a uma direção de manobra de escape as-sociada; e

seleção de uma das trajetórias de escape predefinidas com basena comparação.

A etapa de comparação compreende, por exemplo, a escolha deum subconjunto de trajetórias de escape associadas aos valores de dadosde navegação que coincidem substancialmente com os valores de dados denavegação relacionados com o próprio veículo e a comparação do dito sub-conjunto possuindo diferentes direções de manobra de escape com a ditatrajetória presumida.

O método pode compreender adicionalmente uma pré-etapa deformação de trajetórias de escape predefinidas pré-armazenadas, a dita for-mação das trajetórias de escape predefinidas compreendendo a simulaçãodo comportamento da própria aeronave com base em diferentes valores dedados de navegação considerados e para uma pluralidade de direções demanobra de escape para cada valor de dados de navegação considerado.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é um esquema em bloco ilustrando um primeiro e-xemplo de um sistema de prevenção de colisão;

A figura 2 ilustra um veículo aéreo e um veículo invasor se apro-ximando um do outro.

A figura 3 ilustra de forma esquemática um exemplo de conteúdode uma unidade de memória no sistema de prevenção de colisão da figura 1.

A figura 4 ilustra de forma esquemática outro exemplo do conte-údo da unidade de memória no sistema de prevenção de colisão da figura 1.

A figura 5 é um esquema em bloco ilustrando um segundo e-xemplo de um sistema de prevenção de colisão.

A figura 6 é um fluxograma ilustrando um método de fornecimen-to de uma trajetória de escape.

Descrição Detalhada

Na figura 1, um sistema de prevenção de colisão 100 para seevitar colisões entre veículos aéreos é apresentado. O sistema de prevençãode colisão é, em um exemplo, implementado em tal veículo aéreo. O veículoaéreo é, por exemplo, uma aeronave de caça, uma aeronave não-tripulada,ou uma aeronave de passageiros ou carga. O sistema de prevenção de coli-são é especialmente adequado para veículos aéreos com baixa capacidadede realização de manobras. Baixa capacidade de realização de manobras étipicamente caracterizada por baixa dinâmica, onde as trajetórias de veículosaéreos envolvidos são previsíveis até determinado ponto. No entanto, es-sencialmente todos os tipos de veículos aéreos podem ter baixa capacidadede realização de manobras e alta capacidade de realização de manobras,dependendo dos estados de navegação atuais do veículo aéreo. De acordo,o sistema de prevenção de colisão descrito aqui é adequado para evitar acolisão em um modo de operação de baixa capacidade de realização demanobra.

O sistema de prevenção de colisão 100 compreende uma dispo-sição de sensor 110, uma unidade de processamento 120, uma unidade dememória 130, uma unidade de ativação 140 e uma unidade de execução150. A disposição de sensor 110 é disposta para receber dados de sensorque representam os dados de navegação relacionados com um veículo aé-reo invasor e o próprio veículo aéreo. A disposição de sensor compreende,por exemplo, primeiros sensores dispostos para receber dados relacionadoscom o próprio veículo aéreo. Os primeiros sensores compreendem, por e-xemplo, o receptor GPS e/ou um sistema de navegação inercial. Os primei-ros sensores são, em um exemplo, dispostos para fornecer dados de veloci-dade relacionados com o próprio veículo aéreo. Os primeiros sensores po-dem ser dispostos para fornecer também dados de altitude relacionados como próprio veículo aéreo. Os primeiros sensores são, em um exemplo, dispos-tos para fornecer dados relacionados com todas ou um subconjunto das se-guintes quantidades: velocidade, altitude, amplitude e ângulo de subida. Adisposição de sensor compreende também segundos sensores dispostospara receber dados relacionados com o veículo aéreo invasor. Os segundossensores compreendem, por exemplo, um ou uma pluralidade de sensoreseletro-óticos. Os sensores eletro-óticos podem ser quaisquer dispositivosque são capazes de capturar imagens consecutivas de objetos (tal comoveículos invasores) no espaço aéreo circundante. Em uma modalidade dainvenção, os sensores eletro-óticos são câmeras de vídeo. A partir do pro-cessamento da imagem, a disposição de sensor pode então ser dispostapara determinar a posição e velocidade com base no tamanho e expansãodos objetos nas imagens consecutivas. Em um exemplo, os segundos sen-sores compreendem um receptor disposto para receber dados através deum link de dados relacionado com a posição, velocidade, etc. de um veículoaéreo invasor. Os segundos sensores podem compreender um Iocalizadorde faixa de laser e/ou equipamento de radar em adição a ou ao invés dossensores eletro-óticos. Os segundos sensores são, em um exemplo, dispos-tos para fornecer dados relacionados com todas ou um subconjunto dasquantidades a seguir: velocidade, altitude, amplitude e sustentação.

A memória 130 é disposta para armazenar uma pluralidade detrajetórias de escape predefinidas. As trajetórias de escape predefinidas sãopré-simuladas. Cada trajetória de escape é associada com um conjunto devariáveis relacionado com os dados de navegação para o próprio veículoaéreo e para uma direção de manobra evasiva. O conteúdo da memória serádescrito em maiores detalhes com relação às figuras 3 e 4.

A unidade de processamento 120 é disposta para comparar pelomenos um subconjunto das trajetórias de escape predefinidas da memória130 com uma trajetória presumida do veículo aéreo invasor, e para selecio-nar uma das trajetórias de escape predefinidas ou uma trajetória de escapeinterpolada com base na dita comparação. Na prática, a unidade de proces-samento 120 é, em um exemplo, disposta para fornecer a trajetória presumi-da pelo cálculo de uma trajetória prevista do veículo invasor com base nosdados recebidos pelos segundos sensores da disposição de sensor 110. Aunidade de processamento 120 é disposta para escolher pelo menos umsubconjunto de trajetórias de escape predefinidas para as quais os estadosdo conjunto de quantidades de navegação coincidem substancialmente comos estados de navegação relacionados com a própria aeronave (determina-dos pela disposição de sensor) para fins de comparação com a trajetóriaprevista do veículo aéreo invasor. De acordo, de uma forma simples na qualuma trajetória de escape foi pré-calculada para cada velocidade do próprioveículo aéreo e para uma pluralidade de direções de manobra de escape, aunidade de processamento é disposta para escolher um subconjunto de tra-jetórias de escape calculado para pelo menos aproximadamente a mesmavelocidade que a presente velocidade do próprio veículo aéreo. Em um e-xemplo, uma ou uma pluralidade de trajetórias de escape interpoladas é cal-culada com base no subconjunto escolhido de trajetórias de escape. Dessaforma, o subconjunto escolhido compreende trajetórias de escape para umadeterminada velocidade para uma pluralidade de diferentes direções de ma-nobra de escape.

As direções de manobra de escape são, em um exemplo, espa-lhadas por 360° em um plano perpendicular a um eixo geométrico longitudi-nal através do veículo aéreo ou similar. As direções de manobra de escapesão, em um exemplo, fornecidas como direções de aceleração. A unidade deprocessamento 120 é então disposta para selecionar a manobra de escapecom base em um número de critérios predeterminados. Um critério desses éa seleção de uma trajetória de escape sendo mais distante da trajetória pre-sumida do veículo aéreo invasor. Esse critério pode então ser refinado vistoque é, por exemplo, convencionalmente permitido se passar mais perto deum veículo aéreo invasor no sentido de altura do que lateralmente. Adicio-nalmente, a incerteza dos cálculos pode variar ao longo das trajetórias. Issopode ser considerado na determinação da distância entre as trajetórias deescape e a trajetória presumida do veículo invasor.

Em um exemplo estendido, a unidade de processamento 120 édisposta para atualizar as trajetórias de escape predefinidas da memória 130antes da comparação de pelo menos um subconjunto de trajetórias de esca-pe predefinidas da memória 130 com uma trajetória presumida do veículoaéreo invasor. Em detalhes, a unidade de processamento 120 é, em um e-xemplo, disposta para atualizar as trajetórias de escape predefinidas de mo-do a evitar, por exemplo, a colisão terrestre. A unidade de processamento120 é então disposta para considerar as restrições de desempenho da pró-pria aeronave na atualização das trajetórias de escape predefinidas.

A unidade de execução de manobra de escape 150 do sistemade prevenção de colisão 100 compreende meios para executar uma mano-bra de escape de acordo com a dita trajetória de escape pré-calculada. Emum exemplo, o veículo aéreo compreende uma unidade de controle (não-ilustrada) disposta para fornecer sinais de controle para os acionadores paraexecução automática da dita manobra de escape. De acordo com esse e-xemplo, a unidade de controle é conectada ao ativador 140. O ativador 140 édisposto para ativar a dita unidade de controle com base em um ou uma plu-ralidade de critérios predeterminados. Um critério predeterminado é, por e-xemplo, uma distância presente determinada para o veículo aéreo invasor. Adisposição de sensor é disposta para fornecer tais dados. Outro critério pre-determinado, que combina com o primeiro critério mencionado, é a distânciaradial mínima entre a trajetória de escape e a trajetória prevista do veículoaéreo invasor. A distância radial mínima é, por exemplo, fornecida a partir daunidade de processamento 120. Em outro exemplo, a ativação da unidadede controle do meio de execução 150 é manualmente controlada, por exem-plo, por um piloto do veículo aéreo ou a partir do controle terrestre. Nesseexemplo, o ativador é obsoleto. Em outro exemplo, o meio de execução demanobra de escape compreende uma unidade de exibição disposta paraexibir a trajetória selecionada de forma que o piloto ou o controle terrestrepossa controlar o veículo aéreo de modo a seguir a trajetória exibida. O mo-nitor compreende então, por exemplo, dados relacionados com uma diferen-ça entre o comando de manobra de escape atual e um estado medido. Osdados compreendem, por exemplo, um erro de ângulo de rolamento e/ou umerro de fator de carga.

Na figura 2, o próprio veículo aéreo 201 e um veículo aéreo in-vasor 201 estão se aproximando um do outro. Uma trajetória presumida doveículo invasor 201 é ilustrada por meio de uma linha interrompida 203. Umnúmero de trajetórias de escape predefinida 204a, 204b, 204c, 204d do pró-prio veículo aéreo 201 é apresentado.

Na figura 3, a unidade de memória 130 na figura 1 compreendeuma tabela 331 compreendendo uma pluralidade de folhas de tabela 332a,332b, 332c. Cada folha de tabela compreende um primeiro campo 333 parauma variável de dados de navegação indicando o valor da dita variável, umsegundo campo 334 indicando uma direção de manobra de escape e umterceiro campo 335 definindo a manobra de escape associada com o valorde variável de dados de navegação fornecido no primeiro campo 333 e adireção de manobra evasiva associada fornecida no segundo campo 334.

Em um exemplo, o terceiro campo 335 compreende uma seqüência de coor-denadas com selo de tempo relacionadas com a dita manobra de escape.

Em um exemplo alternativo ou complementar, o terceiro campo 335 compre-ende vetores de aceleração e/ou velocidade com selo de tempo. Cada folhade tabela 332a, 332b, 332c é relacionada com um valor de variável de dadosde navegação comum para a folha de tabela. Cada folha de tabela 332a,332b, 332c refere-se a uma pluralidade de direções de manobra de escapefornecia no segundo campo. As direções de manobra de escape são, em umexemplo, espalhadas por 360° em um plano perpendicular a um eixo geomé-trico longitudinal ou similar através do veículo aéreo. Em um exemplo alter-nativo, as direções de manobra de escape são espalhadas de uma formaalternativa com relação ao dito plano. Em um exemplo, as direções de ma-nobra de escape são limitadas a um espaço de manobra de escape restritotal como um espaço no lado direito do plano (de forma que nenhuma mano-bra de escape para a esquerda seja considerada). A direção de manobra deescape é, em um exemplo, fornecida como uma direção de aceleração efeti-va, como mencionado acima. Em outro exemplo, a direção de manobra deescape é calculada como uma velocidade integral ou de rolamento. As coor-denadas para a manobra de escape indicadas no terceiro campo 335 sãopré-calculadas utilizando um modelo de simulação do comportamento dopróprio veículo aéreo 201. Visto que as simulações são realizadas de ante-mão, a complexidade do modelo de simulação não é preocupante. O modelode simulação utilizado pode ser adaptado para o veículo aéreo individual ouo tipo de veículo aéreo. O modelo pode ser adaptado para modelar uma plu-ralidade de sistemas do veículo aéreo, por exemplo, o motor, a parte hidráu-lica, os servos, o controle de piloto, as características aerodinâmicas, etc.

Em um exemplo, o comprimento da manobra de escape simulada e/ou ocomprimento da etapa (isso é, os intervalos de tempo entre os pontos decálculo de coordenada consecutivos) são escolhidos com base na dinâmicado veículo aéreo. Em um exemplo, o modelo de simulação é adicionalmentedisposto para fornecer uma medida de precisão do modelo. A precisão de-terminada do modelo pode então ser utilizada pelo sistema de prevenção decolisão de forma a determinar a incerteza total nos cálculos. Dessa forma, asexigências de configuração relacionadas com a probabilidade permitida decolisões aéreas podem ser manuseadas pelo sistema de prevenção de colisão.

Na figura 4, a unidade de memória 130 na figura 1 compreendeuma tabela 436 compreendendo uma pluralidade de folhas de tabela 437a,437b, 437c, 437d, 437e, 437f. Cada folha de tabela 437a, 437b, 437c, 437d,437e, 437f compreende um primeiro campo 338 para duas variáveis de da-dos de navegação indicando os valores das ditas variáveis, um segundocampo 434 indicando uma direção de manobra de escape e um terceirocampo 435 indicando as coordenadas para uma manobra de escape associ-ada com os valores de variável de dados de navegação fornecidos no pri-meiro campo 438 e a direção de manobra evasiva associada fornecida nosegundo campo 434. Cada folha de tabela 437a, 437b, 437c, 437d, 437e,437f é realizada com os valores de variável de dados de navegação comunspara a folha de tabela. Em um exemplo alternativo, o primeiro campo 338compreende os valores de mais de duas variáveis de dados de navegação.

A configuração das tabelas nas figuras 3 e 4 são apenas exem-pios ilustrativos. A memória ou memórias podem ser configuradas de váriasformas, onde um ou uma pluralidade de valores de variáveis de dados denavegação, uma direção de escape, e as coordenadas de uma trajetória deescape correspondente são associados um ao outro.

Na figura 5, um sistema de prevenção de colisão alternativo 500para prevenção de colisões entre veículos aéreos é apresentado. O sistemade prevenção de colisão é, por exemplo, implementado em tal veículo aéreo.

O veículo aéreo é, por exemplo, uma aeronave de caça, uma aeronave não-tripulada, ou uma aeronave de passageiros ou de carga. O sistema de pre-venção de colisão é especialmente adequado para veículos aéreos em ummodo de operação de baixa capacidade de realização de manobra.

O sistema de prevenção de colisão 500 compreende uma dispo-sição de sensor 510, uma primeira unidade de processamento 520, uma se-gunda unidade de processamento 560, uma unidade de memória 530, umaunidade de ativação 540 e uma unidade de execução 550. A disposição desensor 510 é equivalente à disposição de sensor descrita com relação à figu-ra 1. A unidade de memória 530 é equivalente à descrita com relação à figu-ra 1. A unidade de processamento 520 é disposta para comparar pelo me-nos um subconjunto das trajetórias de escape predefinidas da memória 530com uma trajetória presumida do veículo aéreo invasor, e para selecionaruma das trajetórias de escape predefinidas com base na dita comparação deuma forma equivalente à da unidade de processamento descrita com relaçãoà figura 1.

A unidade de ativação 540 é conectada à segunda unidade deprocessamento 560. A unidade de ativação 540 é disposta para ativar a se-gunda unidade de processamento 560 com base em um ou uma pluralidadede critérios predeterminados. Um critério predeterminado é, por exemplo,uma distância predeterminada para o veículo aéreo invasor. A disposição desensor 510 é disposta para fornecer tais dados de distância. Outro critériopredeterminado, que combina com o primeiro critério mencionado, é a dis-tância radial mínima entre a trajetória de escape calculada pela primeira uni-dade de processamento 520 e a trajetória presumida do veículo aéreo invasor.

A segunda unidade de processamento 560 é disposta para cal-cular uma trajetória de escape refinada para uso na determinação se a ma-nobra de escape deve ser ativada ou não. De acordo, a segunda unidade deprocessamento 560 é disposta para computar a trajetória de escape de for-ma alternativa com relação à primeira unidade de processamento, primeiraunidade de processamento essa que é descrita acima e utiliza as trajetóriasde escape pré-simuladas. Em um exemplo, a segunda unidade de proces-samento 560 compreende um modelo de veículo aéreo. A segunda unidadede processamento é disposta a fim de calcular a trajetória de escape combase no modelo implementado do veículo aéreo e com base na direção demanobra de escape da trajetória de escape selecionada pela primeira unida-de de processamento 520. Em um exemplo, o modelo do veículo aéreo tam-bém é chamado de modelo de resposta de aeronave. O modelo de respostade aeronave é disposto para distribuir posições ou também velocidades aolongo de uma trajetória de manobra de escape. Em um exemplo, o modelode resposta de aeronave é disposto para simular os valores com base nasrestrições de desempenho em um estado de voo atual (tal como desempe-nho, velocidade inicial, aceleração e/ou rotação, etc.). Dessa forma, a traje-tória de escape fornecida pela segunda unidade de processamento é geral-mente mais precisa do que a trajetória de escape correspondente fornecidapela primeira unidade de processamento. Depois da ativação pela unidadede ativação 540, a segunda unidade de processamento 560 calcula a mano-bra de escape precisa de acordo com o acima exposto. A segunda unidadede processamento 560 é então disposta para alimentar as coordenadas damanobra de escape calculada para a unidade de ativação 540. A unidade deativação 540 é então disposta para determinar se uma manobra de escapedeve ser executada com base na trajetória de manobra de escape calculadapela segunda unidade de processamento 560 e com base nos um ou maiscritérios predeterminados mencionados acima, ou algum outro critério.

A unidade de ativação 540 é disposta para ativar a unidade deexecução 550. Em um exemplo, a unidade de ativação 540 alimenta as co-ordenadas da trajetória de escape precisa calculada pela segunda unidadede processamento 560 para a unidade de execução 550 para execução au-tomática. Em outro exemplo, a ativação da unidade de execução 550 é ma-nualmente controlada, por exemplo, por um piloto do veículo aéreo ou a par-tir do controle terrestre. De acordo, em um exemplo, a unidade de execuçãoé ativada mediante a ativação realizada pelo piloto. Em outro exemplo, odispositivo de execução de manobra de escape compreende uma unidadede exibição disposta para exibir a trajetória de escape precisa calculada pelasegunda unidade de processamento 560 de forma que o piloto ou o controlede terra possa controlar o veículo aéreo de modo a seguir a trajetória de es-cape precisa exibida. A exibição da trajetória de escape precisa pode seratualizada continuamente.

Na figura 6, um método 660 para determinação de uma trajetóriade manobra de escape para a prevenção de colisão compreende uma pri-meira etapa 661 de recebimento de dados de navegação com referência aum veículo aéreo invasor e o próprio veiculo aéreo. Os dados de navegaçãosão utilizados para determinar uma trajetória presumida do veículo aéreoinvasor em uma segunda etapa 662. Então, um subconjunto é escolhido apartir de uma pluralidade de trajetórias de escape predefinidas em uma ter-ceira etapa 663. Cada trajetória de escape predefinida é associada a um ouuma pluralidade de valores de dados de navegação e a uma direção de ma-nobra de escape associada. Na terceira etapa, o subconjunto é escolhidosendo associado aos mesmos valores de dados de navegação (ou pelo me-nos nas proximidades de) que os valores presentes relacionados com osdados de navegação correspondentes do próprio veiculo aéreo. De acordo,as trajetórias de escape do subconjunto escolhido são associadas aos mes-mos valores de dados de navegação, mas a diferentes direções de manobrade escape. Em uma quarta etapa 664, as trajetórias de escape do subcon-junto escolhido são comparadas com a trajetória de veículo invasor presumi-da calculada na segunda etapa 662. Em uma quinta etapa 665, uma trajetó-ria de escape é selecionada com base em um ou uma pluralidade de crité-rios. Os critérios compreendem, por exemplo, a distância entre a trajetória deescape e a trajetória presumida do veículo aéreo invasor. Em uma sexta e-tapa 666, a execução da trajetória de escape é ativada. A ativação da exe-cução é, por exemplo, determinada com base na distância mínima entre atrajetória de escape e a trajetória presumida do veículo aéreo invasor e/ouna distância atual entre o próprio veículo aéreo e o veículo invasor. Se amanobre de escape for ativada, a trajetória de escape selecionada na quintaetapa ou outra trajetória de escape calculada on-line utilizando um modelode resposta de aeronave ou similar com base na direção de manobra de es-cape selecionada é executada na sexta etapa 666. Se a manobra de escapenão for ativada, o processo volta para a primeira etapa 661 para cálculo deuma nova manobra de escape.

Em um exemplo, onde os valores atuais relacionados com osdados de navegação do próprio veículo aéreo se encontram em algum lugarentre os valores da variável de dados de navegação de duas folhas de tabe-la diferentes 332a, 332b, 332c, 437a, 437b, 437c, 437d, 437e, 437f um con-junto de possíveis trajetórias de escape interpoladas pode ser escolhido naterceira etapa 663. O conjunto de trajetórias de escape interpoladas é, emum exemplo, determinado com base na relação entre os valores da variáveldos dados de navegação das duas folhas de tabela diferente e os presentesvalores de dados de navegação. Por exemplo, se o presente valor da variá-vel de dados de navegação for a média entre os valores da variável dos da-dos de navegação das duas folhas de tabela diferentes, então as trajetóriasde escapa interpoladas podem ser computadas como uma média entre astrajetórias de escape das duas folhas de tabela diferentes.

Claims

1. Sistema de prevenção de colisão, compreendendo:meios para receber os dados de navegação referentes ao veícu-lo aéreo invasor e à própria aeronave;meios para armazenar uma pluralidade de trajetórias de escapepredefinidas; emeios para processar dispostos de forma a comparar pelo me-nos um subconjunto de trajetórias de escape predefinidas com uma trajetóriapresumida do veículo aéreo invasor, e para selecionar uma das trajetórias deescape predefinidas com base na dita comparação; ecaracterizado pelo fato de as trajetórias de escape predefinidasserem pré-simuladas, cada trajetória de escape sendo associada com umconjunto de dados de navegação e com uma direção de manobra de escapeou similar.

2. Sistema de prevenção de colisão de acordo com a reivindica-ção 1, no qual os meios de processamento são dispostos para escolher pelomenos um subconjunto dessas trajetórias de escape predefinidas para asquais o conjunto de dados de navegação substancialmente coincide com osdados de navegação relacionados com a própria aeronave para comparaçãocom a trajetória presumida do veículo aéreo invasor.

3. Sistema de prevenção de colisão de acordo com a reivindica-ção 1 ou 2, no qual o conjunto de dados de navegação compreende uma ouuma pluralidade das seguintes quantidades:velocidade, altitude, amplitude, ângulo de subida e ângulo derolamento.

4. Sistema de prevenção de colisão de acordo com qualqueruma das reivindicações precedentes, no qual os meios para o recebimentode dados de navegação são dispostos para receber o dito conjunto de dadosde navegação.

5. Sistema de prevenção de colisão de acordo com qualqueruma das reivindicações precedentes, no qual os meios de processamentosão dispostos para calcular a trajetória presumida do veiculo aéreo invasorcom base nos dados de navegação recebidos com relação ao veículo aéreoinvasor.

6. Sistema de prevenção de colisão de acordo com qualqueruma das reivindicações precedentes, compreendendo meios de execuçãode manobra de escape para executar uma manobra de escape com base nadita trajetória de escape pré-calculada selecionada.

7. Sistema de prevenção de colisão de acordo com a reivindica-ção 6, no qual são compreendidos segundos meios de processamento dis-postos para calcular uma trajetória de escape refinada com base na direçãode manobra de escape da trajetória de escape selecionada e onde os meiosde execução de manobra de escape são dispostos para executar a manobrade escape com base na trajetória de escape refinada.

8. Sistema de prevenção de colisão de acordo com a reivindica-ção 6 ou 7, compreendendo meios de ativação dispostos para ativar os ditosmeios de execução de manobra de escape com base em um ou uma plurali-dade de critérios predeterminados.

9. Método para determinar uma trajetória de manobra de escapepara prevenção de colisão, o dito método compreendendo as etapas de:receber dados de navegação referentes ao veículo aéreo invasore à própria aeronave;comparar uma pluralidade de trajetórias de escape predefinidascom uma trajetória presumida do veículo aéreo invasor; eselecionar uma das trajetórias de escape predefinidas com basena comparação;caracterizado pelo fato de cada trajetória de escape predefinidaser associada com um ou uma pluralidade de valores de dados de navega-ção e com uma direção de manobra de escape associada.

10. Método de determinação de uma trajetória de manobra deescape de acordo com a reivindicação 9, no qual a etapa de comparaçãocompreende a escolha de um subconjunto de trajetórias de escape associa-das com os valores dos dados de navegação que coincidem substancial-mente com os valores de dados de navegação relacionados com o próprioveículo e a comparação do dito subconjunto possuindo diferentes direçõesde manobra de escape com a dita trajetória presumida.

11. Método de determinação de um trajetória de manobra deescape de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 e 10, compreen-dendo adicionalmente uma pré-etapa de formação das trajetórias de escapepredefinidas e pré-armazenadas, a dita formação de trajetórias de escapepredefinidas compreendendo a simulação do comportamento da própria ae-ronave com base nos diferentes valores de dados de navegação considera-dos e para uma pluralidade de direções de manobra de escape para cadavalor de dados de navegação considerado.