BRPI0904628B1

BRPI0904628B1 - sistema de prevenção de colisão e um método para determinar uma trajetória de manobra de escape para prevenção de colisão

Info

Publication number: BRPI0904628B1
Application number: BRPI0904628-3A
Authority: BR
Inventors: Sundqvist Bengt-göran
Original assignee: Saab Ab
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2009-11-12
Publication date: 2019-11-12
Also published as: BRPI0904628A2; EP2187371B1; EP2187371A1; US20100121503A1; US9286807B2

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

Campo Técnico

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

Antecedentes da Técnica

A fim de permitir que veículos aéreos não-tripulados (UAVs) percorram espaço aéreo não-segregado civil, vários problemas técnicos devem ser solucionados. Um dos mais importantes problemas é o problema de perceber e evitar: um UAV deve ser capaz de perceber a presença de outros veículos aéreos e, se necessário, realizar uma manobra de última hora autônoma e segura para evitar colisão no ar. Portanto, é necessário que o UAV compreenda um sistema de prevenção de colisão aérea, algumas vezes também referido como sistema de Perceber & Evitar de modo a poder percorrer um espaço aéreo não-segregado. O sistema de prevenção de colisão aérea compreendería então um ou vários sensores para perceber uma aeronave invasora, e a funcionalidade de prevenção de colisão que utiliza os dados percebidos e as características de desempenho da própria aeronave para realizar uma manobra de escape segura.

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

Sumário da Invenção

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

Isso, de acordo com uma modalidade da presente invenção, foi alcançado por meio de um sistema de prevenção de colisão compreendendo meios para receber dados de navegação referentes ao veículo aéreo invasor e a própria aeronave; meios de armazenamento de 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 veículo aéreo invasor e para selecionar uma das trajetórias de escape predefinidas com base na dita comparação. As trajetórias de escape predefinidas são pré-simuladas, cada trajetória de escape sendo associada a um conjunto de dados de navegação e a uma direção de manobra de escape ou similar. O termo direção de manobra de escape ou similar deve incluir qualquer representação da manobra de escape.

A trajetória presumida do veículo aéreo invasor pode ser obtida de muitas formas diferentes. Em um exemplo, os meios de processamento são dispostos para calcular a trajetória presumida do veículo aéreo invasor com base nos dados de navegação recebidos com relação ao veículo aéreo invasor. Alternativamente, a trajetória presumida é uma trajetória de escape do veículo aéreo invasor. A informação relacionada com a dita trajetória de escape presumida é, por exemplo, recebida através de um link. Em outra alternativa, a trajetória presumida do veículo invasor é uma intenção ou plano 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/ou ângulo de subida.

Utilizando-se as ditas trajetórias de escape pré-simuladas predefinidas, onde cada trajetória de escape é associada com um conjunto de dados de navegação e a uma direção de manobra de escape ou similar, a capacidade do processador é economizada. Nenhuma trajetória foi calculada pelo sistema de prevenção de colisão, visto que essas trajetórias foram calculadas offline. O modelo de simulação utilizado para calcular as trajetórias pré-simuladas pode, portanto, ser qualquer modelo utilizado na simulação do veículo aéreo. Nenhum modelo de simulação separado precisa ser implementado no sistema de prevenção de colisão. Adicionalmente, o modelo de simulação utilizado para calcular as trajetórias pré-simuladas pode ser dis posto para fornecer uma medida de incerteza relacionada com o modelo ou a cada trajetória calculada. Visto que nenhuma trajetória de escape é calculada pelo sistema de prevenção de colisão, uma grande quantidade de capacidade de computador é economizada. Isso permite, por exemplo, o teste de uma grande quantidade de direções de manobra de escape contra a trajetória presumida sem exigir uma capacidade excessiva por parte do processador. Dessa forma, uma direção de manobra de escape globalmente ideal pode ser encontrada.

Em um exemplo, os meios de processamento são dispostos para escolher pelo menos um subconjunto das trajetórias de escape predefinidas para as quais o conjunto de dados de navegação coincide de forma substancial com os dados de navegação relacionados com a própria aeronave para comparação com a trajetória presumida do veículo aéreo invasor.

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

O sistema de prevenção de colisão também pode compreender meios de execução de manobra de escape para executar uma manobra de escape com base na dita trajetória de escape pré-calculada selecionada. Adicionalmente, os segundos meios de processamento podem ser dispostos para calcular uma trajetória de escape refinada com base na direção de manobra de escape da trajetória de escape selecionada e os meios de execução de manobra de escape podem ser dispostos para executar a manobra de escape com base na trajetória de escape refinada. Os meios de execução de manobra de escape são, em um exemplo, ativados por meio dos meios de ativação dispostos para ativar os ditos meios de execução de manobra de escape com base em um ou uma pluralidade de critérios predeterminados.

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

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

comparação de uma pluralidade de trajetórias de escape predefinidas com uma trajetória presumida do veículo aéreo invasor, onde cada trajetória de escape predefinida é associada a um ou uma pluralidade de valores de dados de navegação e a uma direção de manobra de escape associada; e seleção de uma das trajetórias de escape predefinidas com base na comparação.

A etapa de comparação compreende, por exemplo, a escolha de um subconjunto de trajetórias de escape associadas aos valores de dados de navegação que coincidem substancialmente com os valores de dados de navegação relacionados com o próprio veículo e a comparação do dito subconjunto possuindo diferentes direções de manobra de escape com a dita trajetória presumida.

O método pode compreender adicionalmente uma pré-etapa de formação de trajetórias de escape predefinidas pré-armazenadas, a dita formação das trajetórias de escape predefinidas compreendendo a simulação do comportamento da própria aeronave com base em diferentes valores de dados de navegação considerados e para uma pluralidade de direções de manobra 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 exemplo de um sistema de prevenção de colisão;

A figura 2 ilustra um veículo aéreo e um veículo invasor se aproximando um do outro.

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

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

A figura 5 é um esquema em bloco ilustrando um segundo exemplo de um sistema de prevenção de colisão.

A figura 6 é um fluxograma ilustrando um método de fornecimen5 to de uma trajetória de escape.

Descrição Detalhada

Na figura 1, um sistema de prevenção de colisão 100 para se evitar colisões entre veículos aéreos é apresentado. O sistema de prevenção de colisão é, em um 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 carga. O sistema de prevenção de colisão é especialmente adequado para veículos aéreos com baixa capacidade de realização de manobras. Baixa capacidade de realização de manobras é tipicamente caracterizada por baixa dinâmica, onde as trajetórias de veículos aéreos envolvidos são previsíveis até determinado ponto. No entanto, essencialmente todos os tipos de veículos aéreos podem ter baixa capacidade de 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 a colisão em um modo de operação de baixa capacidade de realização de manobra.

O sistema de prevenção de colisão 100 compreende uma disposição de sensor 110, uma unidade de processamento 120, uma unidade de memória 130, uma unidade de ativação 140 e uma unidade de execução 150. A disposição de sensor 110 é disposta para receber dados de sensor que representam os dados de navegação relacionados com um veículo aéreo invasor e o próprio veículo aéreo. A disposição de sensor compreende, por exemplo, primeiros sensores dispostos para receber dados relacionados com o próprio veículo aéreo. Os primeiros sensores compreendem, por exemplo, o receptor GPS e/ou um sistema de navegação inercial. Os primeiros sensores são, em um exemplo, dispostos para fornecer dados de velocidade relacionados com o próprio veículo aéreo. Os primeiros sensores podem ser dispostos para fornecer também dados de altitude relacionados com o próprio veículo aéreo. Os primeiros sensores são, em um exemplo, dispostos para fornecer dados relacionados com todas ou um subconjunto das seguintes quantidades: velocidade, altitude, amplitude e ângulo de subida. A disposição de sensor compreende também segundos sensores dispostos para receber dados relacionados com o veículo aéreo invasor. Os segundos sensores compreendem, por exemplo, um ou uma pluralidade de sensores eletro-óticos. Os sensores eletro-óticos podem ser quaisquer dispositivos que são capazes de capturar imagens consecutivas de objetos (tal como veículos invasores) no espaço aéreo circundante. Em uma modalidade da invenção, os sensores eletro-óticos são câmeras de vídeo. A partir do processamento da imagem, a disposição de sensor pode então ser disposta para determinar a posição e velocidade com base no tamanho e expansão dos objetos nas imagens consecutivas. Em um exemplo, os segundos sensores compreendem um receptor disposto para receber dados através de um link de dados relacionado com a posição, velocidade, etc. de um veículo aéreo invasor. Os segundos sensores podem compreender um localizador de faixa de laser e/ou equipamento de radar em adição a ou ao invés dos sensores eletro-óticos. Os segundos sensores são, em um exemplo, dispostos para fornecer dados relacionados com todas ou um subconjunto das quantidades a seguir: velocidade, altitude, amplitude e sustentação.

A memória 130 é disposta para armazenar uma pluralidade de trajetórias de escape predefinidas. As trajetórias de escape predefinidas são pré-simuladas. Cada trajetória de escape é associada com um conjunto de variáveis relacionado com os dados de navegação para o próprio veículo aéreo e para uma direção de manobra evasiva. O conteúdo da memória será descrito em maiores detalhes com relação às figuras 3 e 4.

A unidade de processamento 120 é disposta para comparar pelo menos um subconjunto das trajetórias de escape predefinidas da memória 130 com uma trajetória presumida do veículo aéreo invasor, e para selecionar uma das trajetórias de escape predefinidas ou uma trajetória de escape interpolada com base na dita comparação. Na prática, a unidade de processamento 120 é, em um exemplo, disposta para fornecer a trajetória presumida pelo cálculo de uma trajetória prevista do veículo invasor com base nos dados recebidos pelos segundos sensores da disposição de sensor 110. A unidade de processamento 120 é disposta para escolher pelo menos um subconjunto de trajetórias de escape predefinidas para as quais os estados do conjunto de quantidades de navegação coincidem substancialmente com os estados de navegação relacionados com a própria aeronave (determinados pela disposição de sensor) para fins de comparação com a trajetória prevista do veículo aéreo invasor. De acordo, de uma forma simples na qual uma trajetória de escape foi pré-calculada para cada velocidade do próprio veículo aéreo e para uma pluralidade de direções de manobra de escape, a unidade de processamento é disposta para escolher um subconjunto de trajetórias de escape calculado para pelo menos aproximadamente a mesma velocidade que a presente velocidade do próprio veículo aéreo. Em um exemplo, uma ou uma pluralidade de trajetórias de escape interpeladas é calculada com base no subconjunto escolhido de trajetórias de escape. Dessa forma, o subconjunto escolhido compreende trajetórias de escape para uma determinada velocidade para uma pluralidade de diferentes direções de manobra de escape.

As direções de manobra de escape são, em um exemplo, espalhadas por 360° em um plano perpendicular a um eixo geométrico longitudinal através do veículo aéreo ou similar. As direções de manobra de escape são, em um exemplo, fornecidas como direções de aceleração. A unidade de processamento 120 é então disposta para selecionar a manobra de escape com base em um número de critérios predeterminados. Um critério desses é a seleção de uma trajetória de escape sendo mais distante da trajetória presumida do veículo aéreo invasor. Esse critério pode então ser refinado visto que é, por exemplo, convencionalmente permitido se passar mais perto de um veículo aéreo invasor no sentido de altura do que lateralmente. Adicionalmente, a incerteza dos cálculos pode variar ao longo das trajetórias. Isso pode ser considerado na determinação da distância entre as trajetórias de escape e a trajetória presumida do veículo invasor.

Em um exemplo estendido, a unidade de processamento 120 é disposta para atualizar as trajetórias de escape predefinidas da memória 130 antes da comparação de pelo menos um subconjunto de trajetórias de escape predefinidas da memória 130 com uma trajetória presumida do veículo aéreo invasor. Em detalhes, a unidade de processamento 120 é, em um exemplo, disposta para atualizar as trajetórias de escape predefmidas de modo a evitar, por exemplo, a colisão terrestre. A unidade de processamento 120 é então disposta para considerar as restrições de desempenho da própria aeronave na atualização das trajetórias de escape predefinidas.

A unidade de execução de manobra de escape 150 do sistema de prevenção de colisão 100 compreende meios para executar uma manobra de escape de acordo com a dita trajetória de escape pré-calculada. Em um exemplo, o veículo aéreo compreende uma unidade de controle (nãoilustrada) disposta para fornecer sinais de controle para os acionadores para execução automática da dita manobra de escape. De acordo com esse exemplo, a unidade de controle é conectada ao ativador 140. O ativador 140 é disposto para ativar a dita unidade de controle com base em um ou uma pluralidade de critérios predeterminados. Um critério predeterminado é, por exemplo, uma distância presente determinada para o veículo aéreo invasor. A disposição de sensor é disposta para fornecer tais dados. Outro critério predeterminado, que combina com o primeiro critério mencionado, é a distância radial mínima entre a trajetória de escape e a trajetória prevista do veículo aéreo invasor. A distância radial mínima é, por exemplo, fornecida a partir da unidade de processamento 120. Em outro exemplo, a ativação da unidade de controle do meio de execução 150 é manualmente controlada, por exemplo, por um piloto do veículo aéreo ou a partir do controle terrestre. Nesse exemplo, o ativador é obsoleto. Em outro exemplo, o meio de execução de manobra de escape compreende uma unidade de exibição disposta para exibir a trajetória selecionada de forma que o piloto ou o controle terrestre possa controlar o veículo aéreo de modo a seguir a trajetória exibida. O monitor compreende então, por exemplo, dados relacionados com uma diferença entre o comando de manobra de escape atual e um estado medido. Os dados compreendem, por exemplo, um erro de ângulo de rolamento e/ou um erro de fator de carga.

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

Na figura 3, a unidade de memória 130 na figura 1 compreende uma tabela 331 compreendendo uma pluralidade de folhas de tabela 332a, 332b, 332c. Cada folha de tabela compreende um primeiro campo 333 para uma variável de dados de navegação indicando o valor da dita variável, um segundo campo 334 indicando uma direção de manobra de escape e um terceiro campo 335 definindo a manobra de escape associada com o valor de variável de dados de navegação fornecido no primeiro campo 333 e a direção de manobra evasiva associada fornecida no segundo campo 334. Em um exemplo, o terceiro campo 335 compreende uma sequência de coordenadas com selo de tempo relacionadas com a dita manobra de escape. Em um exemplo alternativo ou complementar, o terceiro campo 335 compreende vetores de aceleração e/ou velocidade com selo de tempo. Cada folha de tabela 332a, 332b, 332c é relacionada com um valor de variável de dados de navegação comum para a folha de tabela. Cada folha de tabela 332a, 332b, 332c refere-se a uma pluralidade de direções de manobra de escape fornecia no segundo campo. As direções de manobra de escape são, em um exemplo, espalhadas por 360° em um plano perpendicular a um eixo geométrico longitudinal ou similar através do veículo aéreo. Em um exemplo alternativo, as direções de manobra de escape são espalhadas de uma forma alternativa com relação ao dito plano. Em um exemplo, as direções de manobra de escape são limitadas a um espaço de manobra de escape restrito tal como um espaço no lado direito do plano (de forma que nenhuma manobra de escape para a esquerda seja considerada). A direção de manobra de escape é, em um exemplo, fornecida como uma direção de aceleração efetiva, como mencionado acima. Em outro exemplo, a direção de manobra de escape é calculada como uma velocidade integral ou de rolamento. As coordenadas para a manobra de escape indicadas no terceiro campo 335 são pré-calculadas utilizando um modelo de simulação do comportamento do próprio veículo aéreo 201. Visto que as simulações são realizadas de ante mão, a complexidade do modelo de simulação não é preocupante. O modelo de simulação utilizado pode ser adaptado para o veículo aéreo individual ou o tipo de veículo aéreo. O modelo pode ser adaptado para modelar uma pluralidade de sistemas do veículo aéreo, por exemplo, o motor, a parte hidráulica, os servos, o controle de piloto, as características aerodinâmicas, etc. Em um exemplo, o comprimento da manobra de escape simulada e/ou o comprimento da etapa (isso é, os intervalos de tempo entre os pontos de cálculo de coordenada consecutivos) são escolhidos com base na dinâmica do veículo aéreo. Em um exemplo, o modelo de simulação é adicionalmente disposto para fornecer uma medida de precisão do modelo. A precisão determinada do modelo pode então ser utilizada pelo sistema de prevenção de colisão de forma a determinar a incerteza total nos cálculos. Dessa forma, as exigências de configuração relacionadas com a probabilidade permitida de colisões aéreas podem ser manuseadas pelo sistema de prevenção de colisão.

Na figura 4, a unidade de memória 130 na figura 1 compreende uma 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 dados de navegação indicando os valores das ditas variáveis, um segundo campo 434 indicando uma direção de manobra de escape e um terceiro campo 435 indicando as coordenadas para uma manobra de escape associada com os valores de variável de dados de navegação fornecidos no primeiro campo 438 e a direção de manobra evasiva associada fornecida no segundo campo 434. Cada folha de tabela 437a, 437b, 437c, 437d, 437e, 437f é realizada com os valores de variável de dados de navegação comuns para a folha de tabela. Em um exemplo alternativo, o primeiro campo 338 compreende os valores de mais de duas variáveis de dados de navegação.

A configuração das tabelas nas figuras 3 e 4 são apenas exemplos ilustrativos. A memória ou memórias podem ser configuradas de várias formas, onde um ou uma pluralidade de valores de variáveis de dados de navegação, uma direção de escape, e as coordenadas de uma trajetória de escape correspondente são associados um ao outro.

Na figura 5, um sistema de prevenção de colisão alternativo 500 para prevenção de colisões entre veículos aéreos é apresentado. O sistema de prevenção de colisão é, por exemplo, implementado em tal veículo aéreo. O veículo aéreo é, por exemplo, uma aeronave de caça, uma aeronave nãotripulada, ou uma aeronave de passageiros ou de carga. O sistema de prevenção de colisão é especialmente adequado para veículos aéreos em um modo de operação de baixa capacidade de realização de manobra.

O sistema de prevenção de colisão 500 compreende uma disposição de sensor 510, uma primeira unidade de processamento 520, uma segunda unidade de processamento 560, uma unidade de memória 530, uma unidade de ativação 540 e uma unidade de execução 550. A disposição de sensor 510 é equivalente à disposição de sensor descrita com relação à figura 1. A unidade de memória 530 é equivalente à descrita com relação à figura 1. A unidade de processamento 520 é disposta para comparar pelo menos um subconjunto das trajetórias de escape predefinidas da memória 530 com uma trajetória presumida do veículo aéreo invasor, e para selecionar uma das trajetórias de escape predefinidas com base na dita comparação de uma forma equivalente à da unidade de processamento descrita com relação à figura 1.

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

A segunda unidade de processamento 560 é disposta para calcular 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 de processamento 560 é disposta para computar a trajetória de escape de forma alternativa com relação à primeira unidade de processamento, primeira unidade de processamento essa que é descrita acima e utiliza as trajetórias de escape pré-simuladas. Em um exemplo, a segunda unidade de processamento 560 compreende um modelo de veículo aéreo. A segunda unidade de processamento é disposta a fim de calcular a trajetória de escape com base no modelo implementado do veículo aéreo e com base na direção de manobra de escape da trajetória de escape selecionada pela primeira unidade de processamento 520. Em um exemplo, o modelo do veículo aéreo também é chamado de modelo de resposta de aeronave. O modelo de resposta de aeronave é disposto para distribuir posições ou também velocidades ao longo de uma trajetória de manobra de escape. Em um exemplo, o modelo de resposta de aeronave é disposto para simular os valores com base nas restrições de desempenho em um estado de voo atual (tal como desempenho, velocidade inicial, aceleração e/ou rotação, etc.). Dessa forma, a trajetória de escape fornecida pela segunda unidade de processamento é geralmente mais precisa do que a trajetória de escape correspondente fornecida pela primeira unidade de processamento. Depois da ativação pela unidade de ativação 540, a segunda unidade de processamento 560 calcula a manobra de escape precisa de acordo com o acima exposto. A segunda unidade de processamento 560 é então disposta para alimentar as coordenadas da manobra de escape calculada para a unidade de ativação 540. A unidade de ativação 540 é então disposta para determinar se uma manobra de escape deve ser executada com base na trajetória de manobra de escape calculada pela segunda unidade de processamento 560 e com base nos um ou mais critérios predeterminados mencionados acima, ou algum outro critério.

A unidade de ativação 540 é disposta para ativar a unidade de execução 550. Em um exemplo, a unidade de ativação 540 alimenta as coordenadas da trajetória de escape precisa calculada pela segunda unidade de processamento 560 para a unidade de execução 550 para execução automática. Em outro exemplo, a ativação da unidade de execução 550 é ma nualmente controlada, por exemplo, por um piloto do veículo aéreo ou a partir do controle terrestre. De acordo, em um exemplo, a unidade de execução é ativada mediante a ativação realizada pelo piloto. Em outro exemplo, o dispositivo de execução de manobra de escape compreende uma unidade de exibição disposta para exibir a trajetória de escape precisa calculada pela segunda unidade de processamento 560 de forma que o piloto ou o controle de terra possa controlar o veículo aéreo de modo a seguir a trajetória de escape precisa exibida. A exibição da trajetória de escape precisa pode ser atualizada continuamente.

Na figura 6, um método 660 para determinação de uma trajetória de manobra de escape para a prevenção de colisão compreende uma primeira etapa 661 de recebimento de dados de navegação com referência a um veículo aéreo invasor e o próprio veiculo aéreo. Os dados de navegação são utilizados para determinar uma trajetória presumida do veículo aéreo invasor em uma segunda etapa 662. Então, um subconjunto é escolhido a partir de uma pluralidade de trajetórias de escape predefinidas em uma terceira etapa 663. Cada trajetória de escape predefinida é associada a um ou uma pluralidade de valores de dados de navegação e a uma direção de manobra de escape associada. Na terceira etapa, o subconjunto é escolhido sendo associado aos mesmos valores de dados de navegação (ou pelo menos nas proximidades de) que os valores presentes relacionados com os dados de navegação correspondentes do próprio veiculo aéreo. De acordo, as trajetórias de escape do subconjunto escolhido são associadas aos mesmos valores de dados de navegação, mas a diferentes direções de manobra de escape. Em uma quarta etapa 664, as trajetórias de escape do subconjunto escolhido são comparadas com a trajetória de veículo invasor presumida calculada na segunda etapa 662. Em uma quinta etapa 665, uma trajetória de escape é selecionada com base em um ou uma pluralidade de critérios. Os critérios compreendem, por exemplo, a distância entre a trajetória de escape e a trajetória presumida do veículo aéreo invasor. Em uma sexta etapa 666, a execução da trajetória de escape é ativada. A ativação da execução é, por exemplo, determinada com base na distância mínima entre a trajetória de escape e a trajetória presumida do veículo aéreo invasor e/ou na distância atual entre o próprio veículo aéreo e o veículo invasor. Se a manobre de escape for ativada, a trajetória de escape selecionada na quinta etapa ou outra trajetória de escape calculada on-line utilizando um modelo de resposta de aeronave ou similar com base na direção de manobra de escape selecionada é executada na sexta etapa 666. Se a manobra de escape não for ativada, o processo volta para a primeira etapa 661 para cálculo de uma nova manobra de escape.

Em um exemplo, onde os valores atuais relacionados com os dados de navegação do próprio veículo aéreo se encontram em algum lugar entre os valores da variável de dados de navegação de duas folhas de tabela diferentes 332a, 332b, 332c, 437a, 437b, 437c, 437d, 437e, 437f um conjunto de possíveis trajetórias de escape interpoladas pode ser escolhido na terceira etapa 663. O conjunto de trajetórias de escape interpoladas é, em um exemplo, determinado com base na relação entre os valores da variável dos dados de navegação das duas folhas de tabela diferente e os presentes valores de dados de navegação. Por exemplo, se o presente valor da variável de dados de navegação for a média entre os valores da variável dos dados de navegação das duas folhas de tabela diferentes, então as trajetórias de escapa interpoladas podem ser computadas como uma média entre as trajetórias de escape das duas folhas de tabela diferentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de prevenção de colisão para uma aeronave, compreendendo:

meios (510) para receber os dados de navegação referentes ao veículo aéreo invasor e à própria aeronave;

meios (530) para armazenar uma pluralidade de trajetórias de escape predefinidas e pré-simuladas, cada trajetória de escape predefinida e pré-simulada sendo associada com um conjunto de dados de navegação relacionados com a própria aeronave e com uma direção de manobra de escape ou similar, caracterizado pelo fato de que compreende primeiros meios para processar (520) dispostos de forma a comparar pelo menos um subconjunto de trajetórias de escape predefinidas e pré-simuladas para as quais o conjunto de dados de navegação substancialmente coincidem com dados de navegação relacionados com a própria aeronave com uma trajetória presumida do veículo aéreo invasor, e para selecionar uma das trajetórias de escape predefinidas e pré-simuladas com base na dita comparação.
2. Sistema de prevenção de colisão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os primeiros meios de processamento (520) são dispostos para escolher pelo menos um subconjunto dessas trajetórias de escape predefinidas para as quais o conjunto de dados de navegação substancialmente coincide com os dados de navegação relacionados com a própria aeronave para comparação com a trajetória presumida do veículo aéreo invasor.
3. Sistema de prevenção de colisão de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o conjunto de dados de navegação compreende uma ou uma pluralidade das seguintes quantidades:

velocidade, altitude, amplitude, ângulo de subida e ângulo de rolamento.
4. Sistema de prevenção de colisão de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os meios (510) para o recebimento de dados de navegação são dispostos para re-

Petição 870190026801, de 21/03/2019, pág. 11/16 ceber o dito conjunto de dados de navegação.
5. Sistema de prevenção de colisão de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os meios (520) de processamento são dispostos para calcular a trajetória presumida do veículo aéreo invasor com base nos dados de navegação recebidos com relação ao veículo aéreo invasor.
6. Sistema de prevenção de colisão de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende meios de execução de manobra de escape para executar uma manobra de escape com base na dita trajetória de escape predefinida e présimulada.
7. Sistema de prevenção de colisão de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que são compreendidos segundos meios de processamento (560) dispostos para calcular uma trajetória de escape refinada com base em um modelo implementado do veículo aéreo baseado na direção de manobra de escape da trajetória de escape predefinida e présimulada selecionada e onde os meios de execução de manobra de escape (550) são dispostos para executar a manobra de escape com base na trajetória de escape refinada.
8. Sistema de prevenção de colisão de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que compreende meios de ativação (540) dispostos para ativar os ditos meios de execução de manobra de escape (550) com base em um ou uma pluralidade de critérios predeterminados.
9. Método para determinar uma trajetória de manobra de escape para uma aeronave para prevenção de colisão, caracterizado pelo fato de que o dito método compreende as etapas de:

receber (661) dados de navegação referentes ao veículo aéreo invasor e à própria aeronave;

comparar (664) uma pluralidade de trajetórias de escape predefinidas com uma trajetória presumida do veículo aéreo invasor; e selecionar (665) uma das trajetórias de escape predefinidas com

Petição 870190026801, de 21/03/2019, pág. 12/16 base na comparação;

sendo que cada trajetória de escape predefinida ser associada com um ou uma pluralidade de valores de dados de navegação relacionados à própria aeronave e com uma direção de manobra de escape associada.
10. Método de determinação de uma trajetória de manobra de escape de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a etapa de comparação (664) compreende a escolha de um subconjunto de trajetórias de escape associadas com os valores dos dados de navegação que coincidem substancialmente com os valores de dados de navegação relacionados com o próprio veículo e a comparação do dito subconjunto possuindo diferentes direções de manobra de escape com a dita trajetória presumida.
11. Método de determinação de um trajetória de manobra de escape de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma pré-etapa de formação das trajetórias de escape predefinidas e pré-armazenadas, a dita formação de trajetórias de escape predefinidas compreendendo a simulação do comportamento da própria aeronave com base nos diferentes valores de dados de navegação considerados e para uma pluralidade de direções de manobra de escape para cada valor de dados de navegação considerado.

Petição 870190026801, de 21/03/2019, pág. 13/16