CH707446A2 - Metodo di controllo di uno spazio impegnato da plurime stazioni fisse e/o mobili. - Google Patents

Abstract

L’invenzione descrive un metodo ed un sistema di controllo di uno spazio (1). Il metodo comprende le fasi – effettuare misurazioni (m2, m22) di almeno una grandezza fisica in plurime stazioni (2, 22) installate o mobili in detto spazio, – trasmettere le misurazioni (m2, m22) ad una centrale di controllo (3) interconnessa alle stazioni (2, 22), ciascuna misurazione (m2, m22) essendo associata ad una posizione (S2, S22) della stazione (2, 22) che ha effettuato la misurazione (m2, m22); – calcolare, nella centrale di controllo (3), misurazioni virtuali (v2, v22) della grandezza fisica associate a rispettive posizioni (S2, S22) delle stazioni (2, 22) nello spazio, la misurazione virtuale (v2) di ogni stazione (2) essendo calcolata tramite le misurazioni (m22) delle grandezze fisiche ricevute dalle altre stazioni (22) nello spazio, – trasmettere la misurazione virtuale (v2, v22) a ciascuna stazione (2, 22) nella rispettiva posizione (S2, S22).

Description

Campo di applicazione

[0001] La presente invenzione si riferisce ad un metodo di controllo di uno spazio impegnato da plurime stazioni, ed in particolare da stazioni fisse e/o mobili nello spazio. Le stazioni sono ad esempio aeromobili che impegnano uno spazio aereo oppure natanti che impegnano uno spazio di navigazione.

[0002] Ancor più in particolare, il metodo di controllo comprende una fase di rilevazione di una o più caratteristiche dello spazio, ad esempio la distanza tra due o più stazioni, e una fase di visualizzazione di dette caratteristiche, ad esempio in un sistema di anticollisione. L’invenzione si riferisce anche ad un sistema di controllo di uno spazio impegnato da plurime stazioni, ed in particolare da stazioni fisse e/o mobili nello spazio.

Arte nota

[0003] Sono noti metodi di controllo di uno spazio impegnato da plurime stazioni, ad esempio metodi per controllare uno spazio aereo impegnato da aeromobili, come aerei di linea, o per controllare uno spazio di navigazione impegnato da natanti, come navi da crociera o cargo. Sono anche noti metodi per controllare il traffico stradale, generalmente associati ad uno strumento di navigazione a bordo di un veicolo su gomma.

[0004] Tali metodi di controllo comprendono rilevazioni di grandezze fisiche a bordo di una stazione che impegna lo spazio, ad esempio una rilevazione radar effettuata a bordo dell’aeromobile in uno spazio aereo o del natante in mare. A rilevazioni effettuate, è possibile visualizzare le rilevazioni attraverso una rappresentazione grafica, ad esempio uno schermo del radar installato sulla stazione, e consentire così ad un pilota o comandante di governare la stazione.

[0005] I metodi di controllo noti sono tuttavia disponibili solo a bordo delle stazioni più evolute, sulle quali è previsto installare strumentazioni costose, come il radar. Infatti, una strumentazione radar non può essere disponibile su un aereo o su una piccola imbarcazione da turismo, visto il suo notevole costo; tuttavia, l’assenza di tale strumentazione impedisce di sfruttare utili informazioni per il transito nello spazio.

[0006] Inoltre, anche nel caso in cui suddetta strumentazione sia installata a bordo di una stazione, può subire danni o essere soggetta ad imprevisti malfunzionamenti, causando in taluni casi notevoli problemi e rischi ai passeggeri. Basti pensare al pericolo in caso di danno irreparabile ad un radar su un aereo di linea, durante il volo, la qual cosa impedirebbe ad un pilota di poter rilevare la distanza da altri aerei o dalle formazioni atmosferiche o dal suolo.

[0007] Un’ulteriore limitazione dei metodi noti è l’impossibilità di fornire e rappresentare alcune caratteristiche dello spazio che non sono direttamente rilevabili dalla stazione. Ad esempio, un livello di turbolenza in una data area dello spazio non ancora attraversato dall’aeromobile non può essere rilevato e rappresentato, e di conseguenza non è possibile, secondo i metodi noti, evitare l’area in cui si subirà la turbolenza, con grave fastidio per i passeggeri e dispendio di carburante.

[0008] Alcuni sistemi radar meteorologici sono in grado di separare un segnale di ritorno dal terreno rispetto ad un segnale di ritorno da formazioni cumuliformi, e di identificare le formazioni cumuliformi in base ai segnali di ritorno. Tuttavia, questi sistemi sono efficaci solo per l’identificazione dei cumuli fino ad una predeterminata distanza, non superiore a 60–80 miglia nautiche.

[0009] Un metodo di controllo in grado di rilevare la turbolenza e di programmare una rotta aerea, evitando aree interessate da turbolenza, consentirebbe un notevole risparmio di carburante ed un viaggio più gradevole.

[0010] Altre caratteristiche non rilevabili sono ad esempio la distanza da altri aerei o dalle formazioni atmosferiche nello spazio retrostante all’aereo, dal momento che il radar ha una copertura limitata alla zona sostanzialmente antistante alla cabina di pilotaggio.

[0011] Il problema tecnico alla base della presente invenzione è quello di escogitare un metodo di controllo di uno spazio che sia disponibile anche sulle stazioni prive di strumentazione evoluta ed preferibilmente anche nelle stazioni dotate di tale strumentazione, per sopperire a guasti della strumentazione di bordo, ma anche quello di prevedere alcune caratteristiche dello spazio non direttamente rilevabili, onde poter migliorare una rotta o un percorso della stazione mobile, con guadagno di tempo e risparmio di consumi, nonché miglioramento del comfort di viaggio, superando le limitazioni e gli inconvenienti che tuttora affliggono i metodi di controllo noti.

Sommario dell’invenzione

[0012] L’idea alla base della presente invenzione è quella di stabilire una rete di comunicazione tra una pluralità di stazioni, fìsse e/o mobili, che impegnano diverse aree di uno spazio, ciascuna stazione essendo dotata di propri mezzi di rilevazione delle caratteristiche dello spazio a portata di rilevazione, e di comunicare le caratteristiche rilevate ad una centrale di controllo, quest’ultima essendo atta a calcolare le caratteristiche dello spazio attorno ad una stazione sulla base delle caratteristiche dello spazio rilevate dalle altre stazioni nello spazio, ed a comunicare le caratteristiche calcolate alla stazione. In altre parole, le caratteristiche calcolate ed inviate alla stazione, sono caratteristiche virtuali o stimate sulla base delle informazioni rilevate dalle altre stazioni. Vantaggiosamente, anche una stazione sprovvista di strumentazione per effettuare rilevazioni può beneficiare delle rilevazioni effettuate da altre stazioni che sono dotate di tale strumentazione, e ricevere una rielaborazione delle informazioni rappresentativa delle caratteristiche dello spazio di interesse.

[0013] In particolare, le caratteristiche calcolate sono visualizzate in un’interfaccia o strumentazione virtuale della stazione. Ad esempio, una pluralità di rilevazioni radar sono rilevate da una pluralità di stazioni che impegnano lo spazio in diverse posizioni, e la centrale di controllo riceve le rilevazioni e calcola una rilevazione radar virtuale da trasmettere ad una stazione sprovvista di radar o ad una stazione con un radar danneggiato. La rilevazione radar virtuale è anche trasmessa in altre circostanze, su richiesta di una stazione o automaticamente ad essa, ad esempio quando la stazione richiede una maggior nitidezza su grandi scale d’impiego del radar, nello spazio; vantaggiosamente, sia le aree vicine alla stazione, sia le aree lontane da essa e non rilevabili direttamente dalla stazione, possono avere un’elevata risoluzione grafica o una stessa risoluzione.

[0014] In un aspetto dell’invenzione, le rilevazioni effettuate da ciascuna stazione sono trasmesse insieme ad una posizione della stazione nello spazio, alla sua velocità rispetto al suolo, ed alla sua direzione, e la centrale di controllo calcola i valori da trasmettere alla stazione sprovvista di radar o con radar danneggiato, sulla base della posizione e dai dati dinamici di quest’ultima e delle stazioni che hanno effettuato la rilevazione. I «dati dinamici» comprendono la posizione della stazione nello spazio, la sua velocità rispetto al suolo, o la sua direzione, considerando anche le variazioni nel tempo di detta posizione, velocità o direzione, ed in particolare le variazioni nel tempo intercorso tra la trasmissione o ricezione dei dati dalla/alla stazione e la ricezione o trasmissione dei dati alla/dalla centrale di controllo.

[0015] Naturalmente, secondo la presente invenzione, quanto sopra detto con riferimento ad una strumentazione radar, può essere effettuato con strumentazione di altro tipo. Inoltre, le caratteristiche calcolate sono preferibilmente trasmesse anche alle stazioni dotate di strumentazione funzionante, come il radar.

[0016] Vantaggiosamente, le caratteristiche calcolate possono essere raffrontate alle caratteristiche rilevate oppure essere fornite in sostituzione alle caratteristiche rilevate, ad esempio in caso di danneggiamento o assenza della strumentazione, oppure integrare e completare le caratteristiche rilevate. In particolare, un radar virtuale rappresentato sulla base delle caratteristiche calcolate dalla centrale e trasmesse ad una stazione, può rappresentare sia lo spazio di volo antistante all’aeromobile, sia lo spazio retrostante, superando quindi, le limitazioni di una strumentazione radar reale o hardware, anche in considerazione dell’enorme differenza di velocità tra le masse nuvolose e l’aeromobile.

[0017] Quanto sopra detto a titolo esemplificativo con riferimento ad un aeromobile è valido per altre stazioni mobili, ad esempio per un natante o per un veicolo su gomma. Analogamente, quanto detto con riferimento ad una strumentazione radar vale per altre strumentazioni atte ad effettuare rilevazioni dello spazio, ad esempio tramite un dispositivo GPS. Inoltre, in un aspetto della presente invenzione, le rilevazioni sono effettuate anche da una o più stazione fìssa, come una stazione terrestre o satellitare.

[0018] In un aspetto della presente invenzione, le caratteristiche dello spazio rilevate sono ad esempio la distanza da terra, da altre stazioni, un livello di turbolenza dell’aria, una posizione, una quota, una temperatura, etc, etc.

[0019] L’idea di soluzione alla base dell’invenzione è anche quella di predisporre un dispositivo portatile o integrato in una stazione, ad esempio in un aeromobile, interconnessa via rete, ad esempio tramite una rete Acars, ad una centrale di controllo. Tale connessione è preferibilmente realizzata tramite un satellite, il quale risulta a sua volta connesso sia alla centrale di controllo, sia alle stazioni nello spazio. La centrale di controllo effettua diverse rielaborazioni sui dati rilevati dalle stazioni e da esse ricevuti, e trasmette i dati rielaborati ad altre stazioni che stanno per impegnare lo stesso spazio aereo.

[0020] In un aspetto della presente invenzione, il dispositivo per la rappresentazione grafica virtuale è esso stesso dotato di strumentazione atta ad effettuare misurazioni, ad esempio una rilevazione di velocità, di posizione, di quota, etc. In un altro aspetto, il dispositivo non effettua direttamente le misurazioni ma è atto a ricevere tali misurazioni dalla strumentazione di bordo della stazione ed è in grado di trasmettere le misurazioni e ricevere i dati rielaborati dalla centrale di controllo, per visualizzarli su un’interfaccia, ad esempio un’interfaccia grafica a disposizione del pilota, durante il volo, per la lettura in tempo reale delle condizioni di volo, come livello di turbolenza o di un radar virtuale.

[0021] Vale la pena ribadire che il metodo secondo la presente invenzione può essere implementato tramite dispositivi iPad o simili dispositivi portatili, atti sia alla rilevazione delle misurazione sulle stazioni mobili, sia alla loro trasmissione, sia alla loro rappresentazione, utilizzando a tale scopo le strumentazioni di cui l’iPad è già dotato, come sensori, telecamere o altri componenti hardware e/o software. Sono anche previsti e rientrano nell’ambito di protezione dell’invenzione svariati livelli di integrazione tra il dispositivo portatile, ad esempio l’iPad, ed i sistemi a bordo delle stazioni mobili e/o fisse nello spazio, come ad esempio un Flight Management System (FMS) già dotato di sensori e strumentazione hardware e/o software in grado di effettuare suddette misurazioni, trasmissioni e rappresentazione, come ad esempio un GPS, le piattaforme inerziali per le posizioni e calcolo del vento, i radar per la rilevazione delle nubi ecc. In altre parole, la strumentazione per effettuare le rilevazione, la trasmissione, il calcolo, la rappresentazione può essere integrata nella stazione e/o portatile. Il sistema risolve alcuni problemi tecnici considerevoli. Per quanto riguarda la turbolenza, ad esempio, consente di fornire un cosiddetto «riporto di turbolenza» oggettivo e cioè calcolato sulla base dei valori di turbolenza rilevati da altre stazioni in una specifica posizione e non basato su una sensazione soggettiva di un altro pilota che è stato interessato da una turbolenza in un’area di volo vicina. La ricezione di un livello di turbolenza oggettivo consente di variare una rotta o di programmare anticipatamente una rotta preferenziale, con notevole risparmio di carburante e miglioramento del comfort del volo.

[0022] La riproduzione di strumentazione virtuale sull’interfaccia del dispositivo, ha un vantaggio tecnico rilevante nel caso di strumentazione di bordo guasta, quando cioè il pilota può comunque avvantaggiarsi dei dati rilevati da altri aerei negli spazi di volo vicini, opportunamente rielaborati e ritrasmessi dalla centrale di controllo, o quanto un pilota di un aereo sprovvisto di strumentazione di bordo può avvalersi della strumentazione virtuale, e cioè delle rilevazioni calcolate dalla stazione centrale.

[0023] Vantaggiosamente, un radar virtuale ha costi irrisori rispetto ad un radar reale; inoltre il radar virtuale può essere riferito sia allo spazio antistante sia a quello retrostante l’aereo (cioè a 360°) mentre un radar reale si riferisce solo allo spazio antistante (180°) all’aereo.

[0024] In un aspetto della presente invenzione, l’interfaccia grafica per la rappresentazione dei dati calcolati dalla centrale di controllo è integrata in un dispositivo già presente sul mercato, ad esempio in un I-Pad o Tablet o in altro dispositivo portatile; vantaggiosamente, anche i piloti di aerei turistici possono utilizzare il dispositivo portatile come radar. Naturalmente nulla vieta che il dispositivo sia integrato sul cockpit dell’aereo.

[0025] Sulla base delle idee di soluzione sopra esposte, il problema tecnico è risolto da un metodo di controllo di uno spazio caratterizzato dal fatto di: effettuare misurazioni di almeno una grandezza fisica in plurime stazioni installate e/o mobili nello spazio; trasmettere le misurazioni ad una centrale di controllo interconnessa alle stazioni, ciascuna misurazione essendo associata ad una posizione e ai dati dinamici della stazione che ha effettuato la misurazione; calcolare, nella centrale di controllo, misurazioni virtuali della grandezza fisica associate a rispettive posizioni e ai movimenti delle stazioni nello spazio, la misurazione virtuale di ogni stazione essendo calcolata tramite le misurazioni delle grandezze fisiche ricevute dalle altre stazioni nello spazio; trasmettere la misurazione virtuale a ciascuna stazione nella rispettiva posizione.

[0026] In un aspetto dell’invenzione, le misurazioni sono altresì associate ad un’informazione temporale di rilevazione della misurazione e/o ad una velocità e/o ad un’altitudine della stazione che ha effettuato la misurazione, ed il calcolo della misurazione virtuale è effettuato considerando anche almeno una di tali informazioni temporali e/o la velocità e/o l’altitudine ricevute dalle altre stazioni nello spazio.

[0027] La misurazione virtuale è visualizzata in una stazione tramite un’interfaccia di visualizzazione o strumentazione virtuale, tale interfaccia essendo preferibilmente visualizzata in una strumentazione di bordo della stazione o in un dispositivo portatile a bordo della stazione, connessi alla centrale di controllo. In una forma di realizzazione, il dispositivo portatile è preferibilmente un iPad o un personal computer.

[0028] La centrale di controllo è ad esempio terrestre o satellitare.

[0029] Secondo un altro aspetto dell’invenzione, le misure virtuali sono trasmesse anche ad una stazione mobile o installata nello spazio che non ha inviato alcuna misurazione alla centrale di controllo e/o che non è dotata di una strumentazione di bordo.

[0030] In particolare, le misurazioni comprendono una rilevazione radar effettuata tramite un radar di bordo di una stazione. Le stazioni sono ad esempio un aeromobile o un natante. Le misurazioni virtuali sono visualizzate sull’interfaccia di visualizzazione come un radar virtuale ed il radar virtuale rappresenta sia l’area di volo antistante all’aeromobile o l’area di navigazione antistante al natante, sia l’aera di volo retrostante ad esso. In particolare il radar virtuale ha un raggio o portata maggiore al raggio di un radar di bordo e preferibilmente copre tutto lo spazio in cui le stazioni sono situate. In una forma preferita di realizzazione, il raggio ricopre tutto lo spazio.

[0031] In una forma preferita di realizzazione, la rilevazione radar è effettuata ulteriormente e trasmessa alla centrale di controllo da una stazione satellitare terrestre o gravitante attorno ad un altro corpo spaziale.

[0032] In un aspetto della presente invenzione, la misurazione comprende una rilevazione di un livello di turbolenza. Mezzi di programmazioni di una rotta in funzione ai valori di turbolenza e/o ad altre caratteristiche dello spazio di volo che possono incidere sui consumi e/o sul comfort di viaggio, sono previsti per ridurre il consumo di carburante e/o migliorare il comfort di viaggio. La grandezza fisica è rilevata tramite una strumentazione di bordo comprendente uno o più accelerometri e un giroscopio, preferibilmente laser, e/o un GPS di rilevazione di una quota, velocità, direzione di detta stazione.

[0033] In particolare, la grandezza fìsica comprende una distanza tra stazioni nello spazio e l’interfaccia visualizza un sistema di anticollisione virtuale o TCAS (Traffic Alert and Collision Avoidance System) virtuale.

[0034] La centrale di controllo e le stazioni sono interconnesse preferibilmente tramite una rete Acars o Immarsat o qualsiasi altra rete disponibile ed atta a trasferire, in maniera idonea, le informazioni alla centrale di controllo.

[0035] Secondo il metodo di controllo della presente invenzione le misurazioni effettuate dalle stazioni comprendono rilevazioni di immagini digitali da trasmettere alla centrale di controllo. Tali immagini digitali sono rilevate tramite sensori integrati nella stazione o diversamente installate a bordo della stazione.

[0036] In una forma di realizzazione particolarmente vantaggiosa della presente invenzione, una o più webcam e/o macchine fotografiche digitali sono installate nella cabina di pilotaggio e rilevano filmati e/o immagini digitali delle strumentazioni integrate o a bordo della stazione. Tali strumentazioni, durante il funzionamento, rappresentano graficamente, ad esempio tramite lancette e/o cursori e/o valori numerici e relative scale di riferimento, le misurazioni rilevate. Le immagini digitali rilevate dalla webcam e/o dalla macchina fotografica digitale rappresentano dunque valori delle rilevazioni effettuate dalle strumentazioni. In particolare, le immagini scattate dalla macchina fotografica al tempo t rappresentato valori istantanei rilevati da plurime strumentazioni al tempo t.

[0037] La centrale di controllo, ricevendo le immagini digitali o i filmati delle strumentazioni, ne effettua un’interpretazione, preferibilmente tramite un sistema di riconoscimento automatico installato presso la centrale, che comprende un modulo di identificazione grafica delle strumentazioni e dei valori da esse rilevati, ad esempio tramite riconoscimento della posizione delle lancette e/o dei cursori e/o dei numeri e la relativa scala di riferimento nelle immagini digitali, e le elabora le immagini identificate con i dati di posizione, direzione, velocità e quota della stazione trasmittente al tempo t, per calcolare le misurazioni virtuali da ritrasmettere alle stazioni nello spazio.

[0038] Il problema tecnico è altresì risolto da un sistema di controllo di uno spazio caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di misurazione di almeno una grandezza fisica a bordo di una stazione installata o mobile nello spazio, mezzi di trasmissione della misurazione ad una centrale di controllo interconnessa alle stazioni, ciascuna misurazione essendo associata ad una posizione della stazione che ha effettuato la misurazione; mezzi di ricezione di misurazioni virtuali della grandezza fisica associate a rispettive posizioni delle stazioni nello spazio, dette misurazioni virtuali essendo calcolate tramite le misurazioni delle grandezze fisiche ricevute da altre stazioni nello spazio.

[0039] Ulteriori caratteristiche e vantaggi del metodo e della strumentazione secondo la presente invenzione sono dati nella descrizione che segue, con riferimento ai disegni allegati, dati a solo scopo esemplificativo e non limitativo.

Breve descrizione dei disegni

[0040] <tb>La fig. 1<SEP>rappresenta schematicamente stazioni che impiegano il metodo di controllo di uno spazio, secondo la presente invenzione. <tb>La fig. 2<SEP>rappresenta due stazioni che impiegano il metodo di controllo di uno spazio per trasmettere informazioni relative ad un cumulonembo rilevate ad un tempo ti. <tb>La fig. 3<SEP>rappresenta le stazioni di fig. 2 che impiegano il metodo di controllo di uno spazio per trasmettere informazioni relative al cumulonembo al tempo t2. <tb>La fig. 4<SEP>rappresenta una stazione che impiegano il metodo di controllo di uno spazio per ricevere informazioni relative al cumulonembo identificato dalle stazioni delle fig. 2 e 3 .

Descrizione dettagliata

[0041] Con riferimento alla fig. 1 è schematicamente rappresentato uno spazio 1 impegnato da stazioni mobili e/o fisse 2, 22, 222 ad esempio uno spazio aereo impegnato da una pluralità di aeromobili che si muovono nello spazio in diverse direzioni, a diversa quota e velocità, e/o impegnato da natanti che si muovono a livello del mare secondo differenti rotte di navigazione. In altre parole, lo spazio in considerazione è uno spazio tridimensionale comprendente una pluralità di stazione che si muovono all’interno di esso oppure che sono fisse o solidali con un suo sistema di riferimento. É dunque evidente che le stazioni comprendono veicoli in generale, su gomma o rotaia.

[0042] Nella fig. 1 , il differente orientamento dei blocchi delle stazioni 2, 22, 222 indica una diversa direzione di spostamento, che può anche essere variabile nel tempo, così come una quota della stazione.

[0043] Secondo il metodo di controllo della presente invenzione, le stazioni effettuano alcune misurazioni di grandezze fisiche o caratteristiche dello spazio che stanno impegnando o dello spazio che sono in procinto di attraversare o che hanno già impegnato, a seconda della strumentazione di bordo disponibile nella stazione. In fig. 1 , la stazione 2 effettua una misurazione m2, la stazione 22 effettua una misurazione m22 e la stazione 222 una misurazione m222, ciascuna misurazione essendo associata ad una posizione in cui la rispettiva stazione si trova, nello spazio, o alla posizione alla quale si riferisce la misurazione. A puro titolo esemplificativo, considerando uno strumento di bordo M in grado di misurare la presenza di una formazione cumuliforme o di un’altra stazione ad una predeterminata distanza dalla stazione e la sua grandezza, è previsto che sia trasmessa una misura della grandezza della formazione atmosferica o della stazione rilevata ma anche la sua distanza dalla stazione che ha effettuato la rilevazione.

[0044] Dopo avere effettuato le misurazioni o ad intervalli di tempo prestabiliti, ciascun stazione comunica le misurazioni ad una centrale di controllo 3 ad esse interconnessa tramite una rete o un canale di comunicazione, ad esempio tramite una connessione satellitare ad un satellite al quale sia la centrale, sia le stazioni fanno riferimento. La centrale di controllo è terrestre oppure satellitare.

[0045] La centrale di controllo 3 riceve da ciascuna stazione le misurazioni che sono corredate da una specifica posizione, ad esempio comprendente l’altitudine e/o le coordinate geografiche e/o la velocità della stazione che le ha rilevate. Le misurazioni m2, m22, m222 sono altresì associate ad un’informazione temporale dell’instante in cui la rilevazione è stata effettuata.

[0046] Se ad esempio lo spazio è impegnato da N stazioni e tutte le N stazioni inviano proprie misurazioni m2, m22, m222, la centrale di controllo riceve N misurazioni, associate a rispettive posizioni. Se invece solo un sottoinsieme M delle stazioni invia le misurazioni, la centrale di controllo riceve M misurazioni.

[0047] La centrale calcola una misurazione virtuale v22 della grandezza fìsica o delle caratteristiche dello spazio associate ad una stazione nello spazio, ad esempio alla stazione 22 in fig. 1 , sulla base delle misurazioni ricevute da altre stazioni 2, 222 dello spazio, ad esempio ricevute da tutte le stazioni eccetto la stazione alla quale invia la misurazione virtuale v22. Tali misurazioni ricoprono un’area dello spazio predeterminata, come schematicamente rappresentato in fig. 1 , dove l’area rilevata dalla stazione 2 è indicata con A2, e le aree rilevate dalle stazioni 22 e 22 sono indicate rispettivamente con A22 e A222. Maggiore è il numero N di stazioni presenti nello spazio e trasmittenti le misurazioni rilevate, maggiore è un’accuratezza della misurazione virtuale che è inviata dalla centrale ad una delle stazioni dello spazio.

[0048] In una forma di realizzazione della presente invenzione, è previsto che il calcolo della misura virtuale v22 destinato ad una predeterminata stazione sia effettuato considerando anche la misurazione m22 effettuata dalla stazione predeterminata. Per il calcolo della misurazione virtuale, la centrale di controllo considera sia la posizione delle stazioni dalle quali ha ricevuto le misurazioni m2, m22, m222, sia la posizione della stazione alla quale è destinata la misurazione virtuale v22. La misurazione virtuale è poi trasmessa alla stazione 22, nella sua rispettiva posizione S22.

[0049] Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, la misurazione virtuale v2 è visualizzata in una stazione tramite un’interfaccia di visualizzazione o strumentazione virtuale. Tale interfaccia è ad esempio visualizzata in una strumentazione di bordo integrata o in un dispositivo portatile della stazione, connessi alla centrale di controllo. In una forma di realizzazione, il dispositivo è un iPad.

[0050] Secondo un aspetto particolarmente vantaggioso della presente invenzione, le misure virtuali v200 sono trasmesse anche ad una stazione mobile 200 che non ha inviato alcuna misurazione alla centrale di controllo 3 e/o che non è dotata di una strumentazione di bordo, ad esempio poiché costosa come una strumentazione radar.

[0051] Le misurazioni 2, 22 effettuate dalle stazioni 2, 22 dotate di radar sono ad esempio rilevazione radar e le stazioni sono aeromobili o natanti. In tal caso, le misurazioni virtuali sono visualizzate sull’interfaccia di visualizzazione come un radar virtuale che è in grado di rappresentare sia l’area di volo antistante all’aeromobile o l’area di navigazione antistante al natante, sia l’aera di volo retrostante ad esso, poiché le aree non rilevabili dal radar di bordo sono ricostruite tramite calcolo dalla centrale di controllo. Vantaggiosamente, il radar virtuale ha un raggio o una portata maggiore al raggio di un radar di bordo e preferibilmente copre tutto lo spazio in cui le stazioni sono situate. La rilevazione può altresì essere effettuata e trasmessa alla centrale di controllo 3 da una stazione satellitare terrestre o gravitante attorno ad un altro corpo spaziale.

[0052] Quanto sopra specificatamente descritto per le rilevazioni radar è applicabile, secondo il metodo della presente invenzione ad altre rilevazioni, ad esempio alla rilevazione un livello di turbolenza. É previsto che il metodo di controllo integri mezzi di calcolo di una rotta preferenziale che escluda le aree in cui la centrale di controllo ha calcolato la presenza di turbolenza, sulla base delle informazioni ricevute dalle altre stazioni che hanno impegnato precedentemente tali aree.

[0053] Le grandezze fisiche o le caratteristiche dello spazio sono rilevate tramite una strumentazione di bordo comprendente uno o più accelerometri e/o un giroscopio, preferibilmente laser, e/o un GPS di rilevazione di una quota, velocità, direzione di detta stazione.

[0054] In un aspetto particolarmente vantaggioso della presente invenzione, una o più immagini digitali della strumentazione integrata o a bordo della stazione, che sono graficamente rappresentative delle misurazioni ad un tempo t, sono rilevate e trasmesse alla centrale di controllo. Ricevendo le immagini digitali, la centrale ne effettua un’interpretazione, ad esempio tramite un sistema di riconoscimento grafico, e le elabora con i dati di posizione, direzione, velocità e quota della stazione trasmittente al tempo t, per calcolare le misurazioni virtuali.

[0055] Ad esempio, le immagini sono rilevate da una o più webcam o macchine fotografiche digitali puntate sulla strumentazione nella cabina di pilotaggio. Preferibilmente ogni immagine è una fotografia di plurime strumentazioni installate in predeterminate posizioni della cabina di pilotaggio e quindi comprende utili indicazioni relative alle misurazioni rilevata al tempo t da ciascuna strumentazione; i valori rilevati dalle misurazioni sono ad esempio associati ad una posizione di una lancetta e/o di un cursore e/o di un valore numerico sulla strumentazione fotografata all’istante t. 11 sistema di elaborazione delle immagini nella centrale di controllo confronta graficamente le immagini digitali ricevute dalle stazioni con un’immagine di riferimento e determina le misurazioni sulla base della differenza grafica delle immagini.

[0056] Preferibilmente, la posizione in cui le webcam o le fotocamere digitali sono installate in una stazione è prefissata. Ad esempio le webcam o le fotocamere digitali sono installate in una specifica posizione della cabina di pilotaggio e tale posizione è prestabilita per gli aeromobili di un dato modello che sono notoriamente dotati di una strumentazione equivalente. In questo modo, le immagini rilevate al tempo t, i.e. le fotografie delle strumentazioni con le relative lancette o indicatori, sono più facilmente confrontabili con le immagini di riferimento; infatti, la collocazione delle strumentazioni nell’immagine di riferimento è sostanzialmente uguale o in una relazione spaziale nota rispetto alla collocazione delle strumentazioni nelle immagini rilevate, ed il confronto tra dette immagini permette di risalire con elevata precisione ed in tempi rapidi alla posizione delle lancette e/o cursori e/o degli indicatori rappresentativi delle misurazioni effettuate.

[0057] Con riferimento alle fig. 2 e 3 , è qui di seguito descritto il metodo di controllo di uno spazio in cui transitano alcune stazioni, ad esempio alcuni aeromobili, per la determinazione della posizione, della dimensione e della velocità di spostamento di un fenomeno atmosferico, ad esempio di un cumulonembo.

[0058] In particolare, in fig. 2 è rappresentato un primo aeromobile che si sposta in una direzione di 320°, ad una velocità TAS 380 KTS/GS 480 KTS, ad una posizione N33E013 e ad una quota 30000 ft; tali informazioni sono rilevate dall’aeromobile stesso ed inviate alla centrale di controllo ad un tempo ti, ad esempio alle 10:00:00, ora locale alla centrale di controllo. Al tempo ti, l’aeromobile rileva anche un cumulonembo e ne comunica la posizione polare rispetto all’aeromobile, ad esempio 345°/65NM.

[0059] Un secondo aeromobile è in volo e si sposta in una direzione di 090°, ad una velocità TAS 380 KTS/GS 480 KTS, ad una posizione N32E005 e ad una quota 30000 ft, e comunica alla centrale di controllo tali informazioni al tempo ti 10:00:00. Lo stesso aeromobile, al tempo ti comunica anche la posizione polare del cumulonembo rispetto ad esso, ad esempio 335°/80NM.

[0060] Naturalmente i valori di direzione (o track), velocità, posizione, quota sono dati a solo scopo esemplificativo ed il tempo in cui il primo aeromobile comunica con la centrale di controllo può essere differente dal tempo in cui il secondo aeromobile comunica con la centrale. Inoltre, come già detto, altre stazioni mobili e/o fìsse possono essere utilizzate, in aggiunta o in alternativa agli aeromobili.

[0061] Le stesse rilevazioni sono effettuate e trasmesse dagli aeromobili ad un tempo t2>t1.

[0062] Ad esempio, al tempo t210:00:05, il primo aeromobile ha una direzione di 320°, una velocità TAS 380 KTS/GS 480 KTS. una posizione N33.2E013, una quota 30000 ft e la posizione polare del cumulonembo rispetto al primo aeromobile è rilevata a 336°/67NM. Il secondo aeromobile al tempo t210:00:05 ha una direzione 090°, una velocità TAS 380 KTS/GS 480 KTS, una posizione N32E005.2, una quota 30000 ft, e rileva il cumulonembo ad una posizione polare di 355°/77NM.

[0063] In funzione ai dati ricevuti dai due aeromobili, la centrale di controllo determina i dati di moto del cumulonembo, i.e. le caratteristiche di movimento come la direzione e la velocità, ad esempio una direzione di 220° ed una velocità di 27 KTS.

[0064] Tramite una pluralità di aeromobili che transitano nello spazio aereo, la centrale di controllo riesce quindi a monitorare uno spazio predeterminato. In particolare, la centrale di controllo effettua una suddivisione o mappatura dello spazio di volo attorno al globo terrestre, ed identifica una pluralità di celle. Ciascuna cella è uno spazio tridimensionale di prefissata ampiezza di base e di prefissata altezza, atto ad essere monitorato tramite le misurazioni effettuate dagli aeromobili che transitano nella cella stessa o che, pur transitando esternamente alla cella, effettuano misurazioni nello spazio da essa delimitato.

[0065] Le misurazioni virtuali nella cella, ad esempio lo spostamento dei cumulonembi, sono calcolate dalla centrale di controllo, sulla base delle misurazioni reali rilevate dagli aeromobili. Il sistema centrale memorizza anche i collegamenti o confini tra celle limitrofe, per calcolare le misurazioni virtuali, come gli spostamenti dei cumulonembi, tra le celle.

[0066] Secondo il metodo dell’invenzione, le stazioni mobili e/o fisse possono comunicare con la centrale di controllo in modo sincrono o asincrono. In particolare nel caso di comunicazione asincronia è previsto che sia la stazione di controllo a riparametrare i dati rilevati da differenti stazioni mobili su uno stesso fenomeno atmosferico (ad esempio sullo stesso cumulonembo). Ad esempio, supponendo che una prima stazione mobile rilevi e trasmetta una posizione p1 di un cumulonembo nell’instante ti, ora locale alla centrale, e che una seconda stazione rilevi e trasmetta una posizione p2 del cumulonembo nell’instante t2, con t2>t1 sempre locale alla centrale, ad esempio 10 minuti dopo rispetto a ti, è previsto che il dato ricevuto successivamente dalla centrale di controllo, cioè la posizione p2, non sia scartato ma utilizzato per meglio caratterizzare il movimento del cumulonembo nello spazio, pur tenendo in considerazione che p2 è una posizione non più attuale ma descrittiva di una posizione precedente del cumulonembo, rispetto alla posizione p1.

[0067] Vantaggiosamente, secondo questo aspetto della presente invenzione, una stazione mobile che richiede dati (misurazioni virtuali) di una cella o di uno spazio predeterminato che coinvolge più celle ottiene una risposta immediata dalla centrale di controllo, poiché i dati sono già stati calcolati dalla centrale riparametrando le misurazioni ricevute da altre stazioni mobili, in funzione al tempo ed agli spostamenti delle stazioni o delle formazioni atmosferiche.

[0068] Quando la centrale di controllo riceve da una stazione mobile una richiesta di informazioni o misurazioni virtuali, ad esempio inerenti la posizione dei cumulonembi, ottiene dalla stazione richiedente la sua posizione, velocità, quota, direzione ad un certo tempo ti e calcola l’informazione o misurazione virtuale da trasmettere alla stazione richiedente in funzione al tempo in cui tale informazione o misurazione virtuale potrà essere ricevuta dalla stazione richiedente. In particolare, i dati trasmessi dalla centrale sono calcolati considerando anche lo spostamento del cumulonembo o del fenomeno atmosferico in funzione alle caratteristiche di moto del cumulonembo e della stazione richiedente, ed al tempo necessario per trasmettere tale informazione.

[0069] In funzione ad un valore del tilt del radar della stazione trasmittente, è anche previsto determinare una quota approssimata di un eco ricevuto e di un suo perimetro. Quindi analizzando i vari echi ricevuti su diversi livelli, è previsto riprodurre un’immagine tridimensionale del cumulonembo o della turbolenza rilevata, definendo un volume anziché un’area e preferibilmente rappresentarla in forma 3D su una’interfaccia grafica dell’aeromobile richiedente, con notevole vantaggio circa le decisioni da prendere durante il volo. Secondo un aspetto della presente invenzione, la turbolenza è rappresentata tramite un’interfaccia 4D. Sostanzialmente, in tale interfaccia, un grafico tridimensionale rappresentativo dello spazio di volo è corredato da una colorazione avente un’intensità descrittiva di un livello turbolenza rilevato dalle stazioni che hanno attraversato o impegnato almeno in parte lo spazio di volo. Ad esempio, ad un riporto di turbolenza elevata è assegnato un colore molto intenso e a riporti di turbolenza inferiori un colore meno intenso. L’interfaccia è navigabile e rappresentabile attraverso svariati punti di osservazioni, che possono essere impostati e variati dal pilota, e che consentono di osservare da più angolazioni le differenti intensità di colore rappresentative del livello di turbolenza. Vantaggiosamente, secondo la presente invenzione, le misurazioni virtuali si riferiscono ad uno spazio tridimensionale e non ad uno spazio sostanzialmente bidimensionale. In particolare, le differenti quote di volo di diverse stazioni mobili permettono di ricevere presso la centrale di controllo misurazioni riferite ad una stessa area geografica rilevata a diverse quote. Grazie a questo aspetto, le misurazioni virtuali consentono di rappresentare o fornire ad un pilota una panoramica molto più esaustiva rispetto alla strumentazione di bordo, dal momento che il pilota può identificare la rotta migliore non solo attraverso una visualizzazione dei fenomeni atmosferici presenti alla quota di volo ma anche attraverso visualizzazioni dei fenomeni soprastanti, retrostanti, sottostanti, ed intraprendere dunque variazioni di rotta o di quota solo quando si prospetta effettivamente una migliore condizione.

[0070] Secondo un altro aspetto dell’invenzione, è previsto che il valore del rilevamento sia effettuato rispetto alla «tracK\ cioè rispetto alla direzione o al percorso effettuato, e preferibilmente ad una proiezione ortogonale di tale percorso rispetto alla superficie terrestre. A tale proposito, è previsto considerare presso la centrale di controllo o direttamente presso la stazione mobile la deriva dell’aeromobile, cioè la differenza tra la direzione di un asse orizzontale x dell’aeromobile sul quale è installato un radar meteo e la direzione dell’aeromobile. Tale informazione si rileva facilmente verificando la differenza tra la direzione vera dell’aereo (bussola corretta della declinazione magnetica attraversata in ogni singolo istante) e la reale rotta che esso percorre (track).

[0071] É infine previsto che la centrale di controllo, per costruire una rappresentazione dello spazio molto precisa, possa escludere stazioni mobili considerate poco affidabili o sostituirle con stazioni più precise. A tal proposito, la centrale di controllo è in grado di filtrare i dati provenienti dalle stazioni trasmittenti, utilizzando o scartando i dati ricevuti; ad esempio, è previsto che la centrale di controllo possa inviare un segnale di inibizione ai sensori di una stazione mobile per evitare la ricezione dei dati inerenti echi radar, ad esempio dopo aver determinato che tali dati non sono corretti o coerenti; per effettuare tali controlli, la centrale di controllo comunica con un’applicazione residente sulle stazioni mobili.

Claims (17)

1. Metodo di controllo di uno spazio (1) caratterizzato dal fatto di: – effettuare misurazioni (m2, m22) di almeno una grandezza fisica in plurime stazioni (2, 22) installate o mobili in detto spazio, – trasmettere le misurazioni (m2, m22) ad una centrale di controllo (3) interconnessa alle stazioni (2, 22), ciascuna misurazione (m2, m22) essendo associata ad una posizione (S2, S22) della stazione (2, 22) che ha effettuato la misurazione (m2, m22); – calcolare, nella centrale di controllo (3), misurazioni virtuali (v2, v22) della grandezza fisica associate a rispettive posizioni (S2, S22) delle stazioni (2, 22) nello spazio, la misurazione virtuale (v2) di ogni stazione (2) essendo calcolata tramite le misurazioni (m22) delle grandezze fisiche ricevute dalle altre stazioni (22) nello spazio, – trasmettere la misurazione virtuale (v2, v22) a ciascuna stazione (2, 22) nella rispettiva posizione (S2, S22).

2. Metodo di controllo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le misurazioni (m2, m22) sono altresì associate ad un’informazione temporale di rilevazione della misurazione e/o ad una velocità e/o ad un’altitudine della stazione che ha effettuato la misurazione, e dal fatto che detto calcolo della misurazione virtuale è effettuato considerando anche almeno una di dette informazioni temporali e/o la velocità e/o l’altitudine ricevute dalle altre stazioni (22) nello spazio.

3. Metodo di controllo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto la misurazione virtuale (v2, v22) è visualizzata in una stazione tramite un’interfaccia di visualizzazione o strumentazione virtuale, detta interfaccia essendo preferibilmente visualizzata in una strumentazione di bordo della stazione o in un dispositivo portatile a bordo della stazione, connessi a detta centrale di controllo, detto dispositivo portatile essendo preferibilmente un iPad.

4. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la centrale di controllo è terrestre.

5. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la centrale di controllo è satellitare.

6. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le misure virtuali (v2, v22) sono trasmesse anche ad una stazione mobile o installata in detto spazio che non ha inviato alcuna misurazione alla centrale di controllo (3) e/o che non è dotata di una strumentazione di bordo.

7. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le misurazioni (2, 22) comprendono una rilevazione radar effettuata tramite un radar di bordo di una stazione,

8. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le detta stazioni sono un aeromobile o un natante.

9. Metodo secondo le rivendicazioni 7 e 8 caratterizzato dal fatto che le misurazioni virtuali sono visualizzate su detta interfaccia di visualizzazione come un radar virtuale e caratterizzato dal fatto che detto radar virtuale rappresenta sia l’area di volo antistante all’aeromobile o l’area di navigazione antistante al natante, sia l’aera di volo retrostante ad esso, riproducendo gli oggetti o altro con un rilevamento polare rispetto alla stazione ricevente il radar virtuale.

10. Metodo secondo la rivendicazione 7 o 8 caratterizzato dal fatto che detto radar virtuale ha un raggio maggiore al raggio di un radar di bordo e preferibilmente copre tutto lo spazio in cui dette stazioni sono situate.

11. Metodo secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che detta rilevazione radar è effettuata ulteriormente e trasmessa alla centrale di controllo (3) da una stazione satellitare terrestre o gravitante attorno ad un altro corpo spaziale.

12. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta misurazione comprendono una rilevazione di un livello oggettivo di turbolenza.

13. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la centrale di controllo e le stazioni sono interconnesse tramite una rete Acars (Aircraft Communications Addressing and Reporting System), Immarsat o qualsiasi rete presente ed atta a trasferire, in maniera idonea, le informazioni alla centrale di controllo.

14. Metodo secondo la rivendicazione l, caratterizzato dal fatto che la grandezza fìsica è rilevata tramite una strumentazione già installata e operativa a bordo o a bordo, ad esempio un iPad o un Tablet, comprendente uno o più accelerometri e/o un giroscopio, preferibilmente laser, e/o un GPS di rilevazione di una quota, velocità, direzione di detta stazione.

15. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta grandezza fisica è una distanza tra stazioni nello spazio e detta interfaccia visualizza un sistema di anticollisione virtuale o TCAS (Traffic Alert and Collision Avoidance System) virtuale.

16. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di rilevare una o più immagini digitali della strumentazione integrata o a bordo della stazione che sono graficamente rappresentative di dette misurazioni ad un tempo t, e dal fatto che la centrale di controllo riceve dette immagini digitali e ne effettua un’interpretazione tramite un sistema di riconoscimento grafico, ed elabora le immagini digitali con i dati di posizione, direzione, velocità e quota della stazione trasmittente al tempo t, per calcolare le misurazioni virtuali.

17. Sistema di controllo di uno spazio (1) caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di misurazione (m2, m22) di almeno una grandezza fisica a bordo di una stazione (2, 22) installata o mobile in detto spazio, mezzi di trasmissione della misurazione (m2, m22) ad una centrale di controllo (3) interconnessa alle stazioni (2, 22), ciascuna misurazione (m2, m22) essendo associata ad una posizione (S2, S22) della stazione (2, 22) che ha effettuato la misurazione (m2, m22); – calcolare, nella centrale di controllo (3), misurazioni virtuali (v2, v22) della grandezza fisica associate a rispettive posizioni (S2, S22) delle stazioni (2, 22) nello spazio, la misurazione virtuale (v2) di ogni stazione (2) essendo calcolata tramite le misurazioni (m22) delle grandezze fisiche ricevute dalle altre stazioni (22) nello spazio, – trasmettere la misurazione virtuale (v2, v22) a ciascuna stazione (2, 22) nella rispettiva posizione (S2, S22) e visualizzare graficamente la misurazione in un’interfaccia di visualizzazione o strumentazione virtuale della stazione.