CN104036661A - 自动飞行器指引移动单元 - Google Patents

Abstract

本主题申请的实施例提供用于自动飞行器指引移动单元（GMU）的方法和系统。所述GMU包括一个或更多个灯光模块、一个或更多个处理单元以及一个或更多个数据存储介质。所述一个或更多个数据存储介质包括指令，当所述指令被一个或更多个处理单元执行时，导致一个或更多个处理单元从交通控制地面站（TCGS）接收控制消息，其中所述控制消息将GMU指派给飞行器并且控制所述GMU及其受指派飞行器的移动，并且使用所述一个或更多个灯光模块向受指派飞行器的飞行员提供灯光命令，所述灯光命令引导受指派飞行器在滑行期间的移动。

Description

自动飞行器指引移动单元

背景技术

在滑行阶段期间，飞行器通常在遍布机场的地灯所提供的灯光命令引导下通过机场跑道和滑行道。在这种环境下，滑行阶段期间所有的飞行器移动均受控于由空中交通管制（Air Traffic Control， ATC）或其他专门控制系统控制的语音命令或地灯。地灯被配置来向飞行员显示与简单命令对应的不同颜色，例如绿色代表前行，并且例如停止排灯中的红色代表停止。飞行器中的飞行员看到灯光命令并且飞行员根据灯光命令和无线电命令控制飞行器，以将飞行器引导到期望的门、跑道入口或其他位置。飞行员还将机载纸质地图、电子地图或机场指引标志用于飞行器的正确指引以及他们在复杂滑行道结构上的取向。在一些情况下，复杂的滑行道结构可能导致飞行员的错误决策，这可能导致事故。因此，期望使用更少的机载设备和机场设备来简化飞行器指引。

飞行员与空中交通控制员进行通信，空中交通控制员为机场表面上的特定飞行器提供滑行许可（taxi clearance）。空中交通控制员的数量与机场表面上滑行的飞行器数量成比例，并且由于需要雇佣训练有素的空中交通控制员，对于机场来说每一个空中交通控制员都是增加的费用。另外，无线电通信使飞行员无暇他顾，当新的提议方案包括在飞行员和空中交通控制员之间的经由数据链路的消息传输时，所述无线电通信可能增加。在一些实例中，空中交通控制员和飞行员之间恶劣的通信可能导致致命的事故。

在低能见度操作中，多数机场提供跟随指引服务（follow-me service）。这样的跟随指引服务包括具有信标灯以及高强度灯光的跟随指引车辆，以将飞行器导引到所引导的位置。跟随指引车辆由人员操作，从而驾驶该车辆并操作灯光。该人员响应于来自特定机场的ATC的无线电命令控制跟随指引车辆。在这样的情况下，ATC同时向跟随指引车辆的驾驶人员以及受指引飞行器中的飞行员提供开始。

然而，由于需要雇佣操作人员，使用人员来操作跟随指引车辆可能是昂贵的，并且在回路误差因素中增加了人的因素。已经发展了提议去除操作人员并使用无人驾驶牵引车辆。德国汉莎航空的TaxiBot（滑行机器人）项目已经测试了这样的方案。这些无人驾驶牵引车辆连接到飞行器并且牵引飞行器通过机场滑行道。然而，在这样的提议中，车辆中仍需有操作人员检查滑行机器人的操作。而且，车辆与飞行器之间的物理连接可能导致延时，因为飞行器停在滑行道上以允许与滑行机器人连接和断开。另一种称为跟随绿灯（Follow Green）的方案使用滑行道中线上的可控灯光来改善飞行器指引，但是这种方案对滑行道设备具有较高要求。

发明内容

本主题申请的实施例提供用于自动飞行器指引移动单元（GMU）的方法和系统。所述GMU包括一个或更多个灯光模块、一个或更多个处理单元以及一个或更多个数据存储介质。所述一个或更多个数据存储介质包括指令，当所述指令被一个或更多个处理单元执行时，导致一个或更多个处理单元从交通控制地面站（TCGS）接收控制消息，其中所述控制消息将GMU指派给飞行器并且控制所述GMU及其受指派飞行器的移动，并且使用所述一个或更多个灯光模块向受指派飞行器的飞行员提供灯光命令，所述灯光命令引导受指派飞行器在滑行期间的移动。

附图说明

当鉴于对优选实施例的描述以及附图来考虑时，可以更容易理解本主题申请的实施例并且更容易清楚其的进一步优点和用途。

图1是跟随指引的指引系统一部分的示例的图，所述跟随指引的指引系统包括多个飞行器，每个飞行器由飞行器指引移动单元指引。

图2是示例性飞行器指引移动单元的框图。

图3是示例性交通控制地面站的框图，所述交通控制地面站协调和控制多个飞行器指引移动单元的移动。

图4是用飞行器指引移动单元来指引飞行器的示例性方法的流程图。

图5A-5D是飞行器指引移动单元可以提供给飞行器飞行员的示例性灯光命令，这些示例还图示出飞行器指引移动单元对飞行器的示例性识别。

按照普遍实践，所描述的各特征并没有按比例绘制，而是被绘制为强调本发明相关的特征。贯穿附图和文字的参考字符标示类似的元素。

具体实施方式

本主题申请的实施例提供自动飞行器指引移动单元（GMU）。GMU是被配置为在机场滑行道和/或其他服务道路上驾驶以与飞行器会合并指引飞行器去往期望位置的移动单元。GMU在没有引导人员控制的情况下基于来自交通控制地面站（TCGS）的控制消息来操作。GMU包括一个或更多个向受指派飞行器的飞行员提供灯光命令的灯光模块。灯光命令引导受指派飞行器的飞行员跟随GMU，从而可以将飞行器指引到期望位置。

图1是跟随指引的指引系统100一部分的示例的图，所述跟随指引的指引系统100包括多个这样的GMU 102。TCGS控制多个GMU 102中每一个的操作。TCGS协调每个GMU 102的移动以及飞行器104的移动，以安全地将每个飞行器104引导到适当的门、跑道入口或其他位置。对于需要跟随指引服务的飞行器104，TCGS将GMU 102指派给飞行器104。GMU 102可以例如在专用轨迹上驾驶通过机场，以在TCGS指示的拾取位置与飞行器会合。一旦到达拾取位置，GMU 102可以开始以一个或更多个灯光模块向飞行器104提供灯光命令。GMU 102驾驶通过机场向飞行器104提供灯光命令，将飞行器104引导到期望位置。一旦与GMU 102进行视觉接触，飞行器104的飞行员可以在GMU 102所提供的灯光命令的帮助下跟随GMU 102通过机场。

TCGS可以位于机场物业中，例如位于机场控制塔中。在示例中，TCGS可以自动操作，但是可以有人观看系统以验证安全且适当的操作。TCGS和每个GMU 102可以使用任何适当的无线通信手段进行通信。在示例中，TCGS和每个GMU 102在地面控制数据链路上进行通信。在任何情况下，TCGS可以向每个GMU 102发送命令消息以控制它们的操作。命令消息可以包括诸如以下的信息：受指派飞行器104的拾取位置、受指派飞行器104的目的位置以及从拾取位置到目的位置通过机场的路线。响应于所述命令消息，GMU 102可以驾驶到拾取位置并与受指派飞行器104会合。GMU 102随后可以向受指派飞行器104提供灯光命令并且在所述路线驾驶通过机场去往目的位置。

图2是示例性GMU 102的框图。GMU 102包括控制单元202，控制单元202包括一个或更多个处理单元和耦合到处理单元的一个或更多个数据存储介质。一个或更多个处理设备可以被配置来执行存储（或以其他方式体现）在一个或更多个数据存储介质上的指令。一个或更多个处理单元可以包括例如中央处理单元（CPU）的通用处理器或者专用处理器。一个或更多个数据存储介质可以包括任何适当的非易失性技术，例如闪速存储器、光学盘或磁盘驱动器。GMU 102还可以包括耦合到一个或更多个数据存储介质以在一个或更多个处理单元执行期间存储指令（和相关数据）的易失性存储器。在一种实现中，存储器包括任何适当形式的未知或未来开发的随机访问存储器（RAM），例如动态随机访问存储器（DRAM）。在其他实现中使用其他类型的存储器。当被一个或更多个处理设备执行时，指令导致一个或更多个处理设备，并且更一般地控制单元202，实现本文中描述的GMU 102的功能性。由于GMU 102没有引导人员控制，因此控制单元202响应于来自TCGS的命令消息控制GMU 102的操作。

GMU 102的控制单元202耦合到无线收发机204以与TCGS传输和接收例如命令消息的通信消息。无线收发机204可以包括任何适当的无线收发机，其具有任何适当无线硬件使用任何适当的无线协议在适当的无线电频率上与TCGS传送消息。控制单元202可以向无线收发机204发送消息以传输到TCGS并且可以获得无线收发机204从TCGS接收的消息，诸如命令消息。

控制单元202还可以耦合到另一无线接收机以接收飞行器104广播的识别信标。这样的识别信标可以用于验证飞行器104的身份。

控制单元202还耦合到一个或更多个灯光模块206。该一个或更多个灯光模块206可以包括任何适当的灯光机构，所述灯光机构能够发出可以被飞行器104的飞行员看到的灯光。例如，该一个或更多个灯光模块102可以包括一系列灯，包括但不限于红灯、黄灯和绿灯，以传送包括但不限于停止、慢行和前行的灯光命令以及指示左转和右转的灯。还可以使用其他灯光命令，例如用于传送减速的闪烁红灯和传送加速的闪烁绿灯。一个或更多个灯光模块206还可以包括可以被控制来照射具有期望颜色和/或呈期望形状的灯光以指示期望灯光命令的灯阵列（例如发光二极管（LED））。这样的阵列的示例在图5A-5D中示出。控制单元202可以控制一个或更多个灯光模块206向受指派飞行器104的飞行员提供适当的灯光命令，以便根据来自TCGS的命令消息引导飞行器104。

在一些示例中，控制单元202还耦合到一个或更多个红外线（IR）发射器模块207。该一个或更多个红外线发射器模块207可以在所述一个或更多个灯光模块206包括例如LED灯这样具有低IR发射特性的灯时使用。在这种环境下，飞行器的IR传感器（例如在机载增强型视觉系统（EVS）中）可能不能够拾取从该一个或更多个灯光模块206发射的IR。因此，在极低能见度的情况下，飞行员可能不能够从视觉上看到来自于所述一个或更多个灯光模块206的灯光并且飞行器上的IR传感器可能不能够拾取来自所述一个或更多个灯光模块206的IR发射，导致所述一个或更多个灯光模块206不能向飞行员提供灯光命令。在这样的情况下，可以使用一个或更多个IR发射器模块207来提供可以被飞行器的IR传感器感测的IR命令，从而飞行员可以接收IR命令。IR命令可以与灯光命令相同，包括针对例如跟随指引、停止、左转和右转的命令。控制单元202可以控制该一个或更多个IR发射器模块207向受指派飞行器104的飞行员提供适当的IR命令，以便根据来自TCGS的命令消息引导飞行器104。在一些示例中，所述一个或更多个灯光模块206和所述一个或更多个发射器模块207可以同时使用，其中灯光命令和IR命令可以向飞行员传达相同的命令。

控制单元202还耦合到引擎208和定向（heading）控制系统210。引擎208被配置为提供功率以驾驶GMU 102贯穿机场。举例来说，引擎208可以是内燃机或电机。定向控制系统210被配置为控制GMU 102运动的方向。在示例中，定向控制系统210可以包括对GMU 102的车轮掌舵的机制。控制单元202控制引擎208和定向控制系统210的操作，以响应于来自TCGS的命令消息驾驶GMU 102通过机场。

控制单元202还可以耦合到位置确定单元212和定向确定单元214。位置单元212可以确定GMU 102的当前位置，并且定向确定单元214可以确定GMU 102的当前定向。尽管被示为单独的单元，但是在一些示例中，位置和定向单元可以集成为单个导航单元。控制单元202可以从位置单元212和定向单元214获得GMU 102的位置和定向，并且使用该位置和定向确定如何控制引擎208和定向控制系统210来根据来自TCGS的命令消息驾驶GMU 102。控制单元202还可以经由通过无线收发机204传输的消息周期性地向TCGS发送GMU 102的位置和定向。位置单元212可以包括卫星导航系统接收机，例如但不限于伽利略（Galileo）接收机或全球定位系统（GPS）接收机。在示例中，定向单元214可以包括磁传感器和/或惯性测量单元。

控制单元202还可以耦合到机场数据库216（例如地图），所述机场数据库216包括关于批准的通过机场的路径（例如滑行道）位置以及跑道、门、服务道路、跑道入口、停机坪、建筑物的位置的信息，以及可以帮助驾驶通过机场的任何其他信息。机场数据库216可以被存储或者以其他方式体现在数据存储介质上。尽管被图示为与控制单元202分离的块，但是在一些示例中机场数据库216可以被存储在控制单元202的一个或更多个数据存储介质上。控制单元202可以访问机场数据库216以确定如何控制引擎208和定向控制系统210来根据来自TCGS的命令消息驾驶GMU 102。

最后，控制单元202还可以耦合到飞行器距离测量单元218。距离测量单元218被配置为测量GMU 102与其受指派飞行器104之间的距离。控制单元202可以从距离测量单元218获得GMU 102与受指派飞行器104之间的距离，并确定在指引飞行器104期间如何控制引擎208和定向控制系统210以将GMU 102与受指派飞行器104之间的距离维持在限定范围内。控制单元202还可以基于GMU 102与受指派飞行器104之间的距离控制一个或更多个灯光模块206，以向飞行器的飞行员提供命令来帮助将所述距离维持在限定范围内。例如，控制单元202可以向飞行员提供命令来减小或增大GMU 102与受指派飞行器104之间的距离。

图3是示例性TCGS 300的框图。TCGS 300包括控制单元302，该控制单元302包括一个或更多个处理单元和耦合到处理单元的一个或更多个数据存储介质。一个或更多个处理设备可以被配置来执行存储（或以其他方式体现）在所述一个或更多个数据存储介质上的指令。所述一个或更多个处理单元可以包括例如中央处理单元（CPU）的通用处理器或者专用处理器。所述一个或更多个数据存储介质可以包括任何适当的非易失性技术，例如闪速存储器、光学盘或磁盘。TCGS 300还可以包括耦合到所述一个或更多个数据存储介质以在所述一个或更多个处理单元执行期间存储指令（和相关数据）的易失性存储器。在一种实现中，存储器包括任何适当形式的未知或未来开发的随机访问存储器（RAM），例如动态随机访问存储器（DRAM）。在其他实现中使用其他类型的存储器。当被一个或更多个处理设备执行时，所述指令导致一个或更多个处理设备，并且更一般地控制单元302，实现本文中描述的TCGS的功能性。

控制单元302耦合到无线收发机304以与多个GMU 102中的每一个传输和接收例如命令消息的通信消息。无线收发机304可以包括任何适当的无线收发机，其具有任何适当无线硬件使用任何适当的无线协议在适当的无线电频率上与GMU 102传送消息。控制单元302可以向无线收发机304发送例如命令消息的消息以传输到一个或更多个GMU 102并且可以获得无线收发机204从GMU 102接收的消息。

控制单元302还可以耦合到机场数据库306（例如地图），所述机场数据库306包括关于批准的通过机场的路径（例如滑行道）位置以及跑道、门、服务道路、跑道入口、停机坪、建筑物的位置的信息，以及可以帮助驾驶通过机场的任何其他信息。机场数据库306可以被存储或者以其他方式体现在数据存储介质中。尽管被图示为与控制单元302分离的块，但是在一些示例中机场数据库306可以被存储在控制单元302的一个或更多个数据存储介质上。控制单元302可以访问机场数据库306以确定如何控制多个GMU 102的移动。

在示例中，TCGS 300是自动化系统，其接收关于机场处在滑行阶段中或者接近滑行阶段的每个飞行器104的输入，包括当前位置、目的位置和/或机场驾驶路径（例如滑行道）上每个这样的飞行器104的路线。所述输入可以由操作人员提供或者可以从如空中交通控制系统的另一系统提供。控制单元302还可以基于接收自每个GMU 102的通信消息确定每个GMU 102的当前位置和定向。基于针对飞行器104的信息以及针对每个GMU 102的信息，控制单元302可以访问机场数据库306以向任何期望跟随指引服务的飞行器104指派GMU 102，并且确定GMU 102相对于受指派飞行器104的拾取位置、路线和目的位置。控制单元302随后可以向无线收发机304发送命令消息以将这样的命令消息传输给一个或更多个GMU 102，从而将这样的GMU 102指派给飞行器104并且向GMU 102指示针对该飞行器104的拾取位置、路线以及目的位置。控制单元302可以协调每个GMU 102的移动，以安全地将每个飞行器104引导到适当的门、服务道路、跑道入口或其他位置并且使GMU 102绕机场路径安全移动。

在一个示例中，TCGS 300可以协调和控制机场处所有在滑行阶段中的飞行器104的移动。在这样的示例中，控制单元302可以访问机场数据库306来为每个飞行器确定从其当前位置到其目的位置的路线。控制单元302随后可以向遍布机场安装的多个地灯发送消息，以向飞行器104的飞行员提供灯光命令，从而指引飞行器104去往其目的位置。这样的灯光命令可以附加于向飞行器104指派GMU 102。

在一些示例中仅为在滑行阶段中的飞行器104的子集指派GMU 102，例如仅为请求GMU 102的飞行器104指派GMU 102。在其他示例中，机场处所有在滑行阶段中的飞行器104均被指派有GMU 102。

图4是以GMU 102指引飞行器104的示例性方法400。方法400包括受控于指令的GMU 102所执行的动作。特别地，当被控制单元202的一个或更多个处理设备执行时，所述指令导致一个或更多个处理设备，并且更一般地控制单元202，导致GMU 102实现方法400的动作。

GMU 102的控制单元202获得GMU 102的位置和定向（框402）。在很多示例中，控制单元202周期性地获得GMU 102的位置和定向，以维持GMU 102的当前位置和定向。基于TCGS 300的控制单元302的确定，TCGS 300向GMU 102指派飞行器104（框404）。TCGS 300向GMU 102发送一个或更多个指示受指派飞行器104以及针对受指派飞行器104的拾取位置的控制消息。GMU 102的无线收发机204接收一个或多个控制消息，并且控制单元202从所述一个或多个控制消息获得关于受指派飞行器104和拾取位置的信息（框406）。一旦识别出拾取位置，控制单元202控制引擎208和定向控制系统210驾驶GMU 102去往拾取位置（框408）。控制单元202可以访问机场数据库216以确定到拾取位置的路线本身，或者确定如何跟随TCGS 300提供的路线。

一旦控制单元202到达拾取位置，控制单元202可以确定受指派飞行器104是否在拾取位置。如果受指派飞行器104还未在拾取位置，则GMU 102可以在拾取位置等待受指派飞行器104。一旦飞行器到达拾取位置，控制单元202可以虚拟地与飞行器耦合以验证该飞行器是否是受指派飞行器104（框410）并发起对飞行器的指引。为了验证拾取位置的飞行器是受指派飞行器104，控制单元202可以通过接收该飞行器广播的识别信标来获得该飞行器的识别信息。可以将来自识别信标的识别信息与受指派飞行器104的识别信息进行比较以验证该飞行器是受指派飞行器104。

若控制单元202验证拾取位置的飞行器是受指派飞行器104，则控制单元202可以用一个或更多个灯光模块206向受指派飞行器104的飞行员提供灯光信号，以指示该飞行器104已经得到验证并且该飞行器104将受到GMU 102指引。这样的灯光信号可以包括向飞行器104的飞行员提供跟随指引灯光命令（例如绿灯）。有利的是，GMU 102和飞行器104之间的虚拟耦合可以在无需飞行器104停止移动的情况下发生。例如，GMU 102可以在飞行器104靠近拾取位置时与飞行器104虚拟耦合，从而GMU 102可以立即开始将飞行器104从拾取位置指引到目的位置。由于不要求飞行器104停止，机场的吞吐量可以维持在高水平。

TCGS 300可以为GMU 102以及受指派飞行器104产生途经机场的滑行许可（框412）。滑行许可可以在来自TCGS 300的一个或更多个命令消息中发送给GMU 102。GMU 102的控制单元202可以借由在无线收发机204处接收控制消息来获得滑行许可（框414）。这样的滑行许可可以包括飞行器104通过机场去往目的位置的路线。控制单元202随后可以控制引擎208和定向控制系统210沿到目的位置的路线驾驶GMU 102（框418）。控制单元202可以访问机场数据库216以确定到拾取位置的路线本身，或者确定如何跟随TCGS 300提供的路线。

在沿该路线指引飞行器104之前或者在指引期间，控制单元202可以使用距离测量单元218周期性地确定GMU 102和飞行器104之间的距离（框416）。基于距离测量单元218确定的距离，控制单元102可以控制引擎208和定向控制系统210在指引飞行器104期间将GMU 102与飞行器104之间的距离维持在限定范围内（框420）。另外，在一些示例中，控制单元202可以基于距离测量单元218确定的距离来向飞行器104的飞行员提供灯光命令以帮助在指引飞行器104期间将GMU 102与飞行器104之间的距离维持在限定范围内。这样的灯光命令可以向飞行员指示减小或增大GMU 102与飞行器104之间的距离。

一旦GMU 102已经与飞行器104虚拟耦合，并且控制单元202已经获得通过机场的路线，GMU 102可以根据该路线指引飞行器104通过机场（框418）。根据路线指引飞行器通过机场包括沿该路线驾驶GMU 102并向飞行器104的飞行员提供灯光命令，从而飞行员可以沿该路线跟随GMU 102。基于GMU 102在该路线上的位置和定向，控制单元202可以确定在一个或更多个灯光模块206上提供的适当灯光命令。例如，当GMU 102正沿路线驾驶时，GMU 102可以向飞行器104的飞行员提供跟随指引灯光命令（例如绿灯）。当GMU 102正在进行转弯或者将要转弯时，控制单元202可以通过在一个或更多个灯光模块206上提供分别的右转或左转灯光命令来指示即将发生的右转或左转。在一个或更多个灯光模块206上提供适当的灯光命令时，控制单元202还可以考虑其他因素。例如，如上面讨论的，控制单元202可以考虑GMU 102和飞行器104之间的距离，控制单元202还可以考虑其他飞行器104的位置以及其他GMU 102的位置，例如当其他飞行器104和受指派GMU 102将在GMU 102的路线上的交叉口相交叉时。关于其他飞行器104和/或其他GMU 102的位置和定向的信息可以由TCGS 300在一个或更多个控制消息中发送给GMU 102。在示例中，TCGS 300可以周期性地广播包括机场上所有活跃GMU 102以及处于滑行阶段的飞行器104的位置的消息。这样的广播消息还可以包括针对这样的活跃GMU 102和飞行器104的意图路线、目的位置以及滑行许可。GMU 102（以及其他GMU 102）可以接收该消息并更新其机场数据库216以包括该信息。由于所有活跃的GMU 102均向TCGS 300更新它们各自的当前位置和定向，所以TCGS 300提供的信息可以是精确且最新的。

GMU 102可以在必要时，例如在即将到来的另一GMU 102和飞行器104将与路线交叉的交叉口之前，在一个或更多个灯光模块206上提供停止灯光命令（例如红灯）。在任何情况下，在GMU 102沿路线驾驶以将飞行器104从拾取位置指引到目的位置时，控制单元202可以调整引擎208、定向控制单元210以及一个或更多个灯光模块206上提供的灯光命令。在GMU 102包括一个或更多个IR发射器模块207的示例中，GMU 102可以以与此处讨论的灯光命令相同的方式提供IR命令。

GMU 102还可以在由无线收发机214传输的消息中周期性地向TCGS 300发送它自己的位置和定向（框422）。该信息可以被TCGS 300用于维持其对所有GMU 102及处于滑行阶段的飞行器104的管理。在一些示例中，GMU 102还可以提供对受指派飞行器104的位置的指示，该指示例如可以基于GMU 102的位置以及GMU 102与飞行器104之间的距离。

如有必要，TCGS 300可以更新GMU 102和受指派飞行器104所取得的滑行许可（例如路线）以避免与机场处其他飞行器104和/或GMU 102的碰撞。在这种环境下，更新的滑行许可可以在一个或更多个控制消息中从TCGS 300发送到GMU 102。如上面关于框414所描述的，控制单元202随后可以借由以无线接收机204接收一个或多个控制消息来获得更新的滑行许可。控制单元202随后可以按需在框416、418、420和422中调整对引擎208、定向控制系统210以及灯光命令的控制。因此，框414、416、418、420、422和424可以以各种循环重复以将飞行器104指引到目的位置。

当GMU 102当前未被指派给飞行器104时，GMU 102可以被引导到机场上的保持区域。为GMU 102指派的保持区域的位置可以在来自TCGS 300的一个或更多个命令消息中提供。在与飞行器104到达目的位置时，控制单元102可以向飞行器104的飞行员指示该GMU 102已经完成了对飞行器104的指引。这样的指示例如可以包括关闭一个或更多个灯光模块206中的所有灯。然而，在其他示例中，可以使用其他手段来指示GMU 102已经完成了对飞行器104的指引。一旦GMU 102已经完成了对飞行器104的指引，控制单元202可以控制引擎208和定向控制系统210将GMU 102驾驶到指派的保持区域。所指派的保持区域可以是之前由TCGS 300指派的保持区域，或者可以是在更近来自TCGS 300的控制消息中接收的保持区域，例如在将飞行器104指引到目的位置之后或者接近该指引尾声时来自TCGS 300的控制消息。GMU 102随后可在保持区域中等候，直到被指派以指引另一飞行器。在一些示例中，GMU 102可以向TCGS 300发送指示需要再充电或者再注燃料的消息。一旦接收到这样的消息，TCGS 300可以将GMU 102指派给有再充电站或再注燃料站的保持区域。在一些示例中，GMU 102可以在这样的站自动再充电或再注燃料。

这样的方法400可以对于机场上的每个GMU 102实现，以将飞行器104指引到其期望位置。由于很可能同时操作多个飞行器104和GMU 102，TCGS 300可以协调所有GMU 102和飞行器104的移动以确保通过机场的安全路线。

图5A-5D图示出GMU 102的示例性灯光模块206上的示例性灯光命令。图5A图示示例性的跟随指引灯光命令，其可以是靠近灯光模块206可亮区域顶部的发光绿环。在一些示例中，灯光模块206还可以包括其他信息，例如受指派飞行器的识别信息（例如CSA 123）和/或受指派飞行器104的目的位置（例如门D24）。图5B图示示例性停止灯光命令，其可以是靠近灯光模块206可亮区域底部的发光红环。图5C图示示例性左转灯光命令，其可以是用于跟随指引的发光绿环连同指向左边的绿色箭头。图5D图示示例性右转灯光命令，其可以是用于跟随指引的发光绿环连同指向右边的绿色箭头。在其他示例中，可以使用其他符号和/或灯光来指示各种灯光命令。

有利的是，GMU 102和所描述的其中一个或多个GMU 102为自动的系统100不要求每辆跟随指引车辆有操作人员，由此消除该活动的人为错误因素。另外，如果TCGS 300协调和控制滑行阶段期间所有GMU 102和所有飞行器104的移动，则在滑行阶段期间所有飞行器104均被指派GMU 102，对于滑行阶段来说飞行员与空中交通控制员之间的通信量可以显著地减少或消除。这是由于飞行器104的飞行员可以有能力基于易于跟随来自GMU 102的灯光命令而轻易地识别并跟随适当的GMU 102去往目的位置。

示例性实施例

示例1包括自动飞行器指引移动单元(GMU)，所述GMU包括：一个或更多个灯光模块；一个或更多个处理单元；以及一个或更多个数据存储介质，所述一个或更多个数据存储介质包括指令，当所述指令被所述一个或更多个处理单元执行时，导致所述一个或更多个处理单元进行以下操作：从交通控制地面站（TCGS）接收控制消息，所述控制消息将所述GMU指派给飞行器并且控制所述GMU及其受指派飞行器的移动；以及使用所述一个或更多个灯光模块向所述受指派飞行器的飞行员提供灯光命令，所述灯光命令引导所述受指派飞行器在滑行期间的移动。

示例2包括示例1所述的GMU，其中提供给所述飞行员的所述灯光命令包括以下命令：跟随指引、停止、右转和左转。

示例3包括示例1或2中任一所述的GMU，包括用于使所述GMU在机场各处移动的引擎；以及控制所述GMU运动方向的定向控制系统；其中所述指令导致所述一个或更多个处理单元基于来自所述TCGS的所述控制消息控制所述引擎和所述定向控制系统来指引所述受指派飞行器。

示例4包括示例3所述的GMU，其中所述引擎包括内燃机或电机之一。

示例5包括示例1-4中任一所述的GMU，包括：用于确定所述GMU位置的位置单元；用于确定所述GMU定向的定向单元；其中所述指令导致所述一个或更多个处理单元从所述位置单元和所述定向单元获得所述GMU的位置和定向，并且向所述TCGS提供对所述位置和定向的指示。

示例6包括示例1-5中任一所述的GMU，其中所述TCGS和所述GMU之间的通信通过地面控制数据链路而发生。

示例7包括示例1-6中任一所述的GMU，其中所述TCGS为所述GMU确定机场滑行道上的路线，其中所述控制消息根据所述路线引导被指派给飞行器的所述GMU；并且，其中所述GMU包括指示所述机场滑行道位置的机场数据库，其中所述指令导致所述一个或更多个处理单元控制所述引擎和所述定向控制系统根据所述路线在所述机场滑行道上驾驶所述GMU。

示例8包括示例1-7中任一所述的GMU，包括飞行器距离测量单元，其被配置为测量所述GMU与其受指派飞行器之间的距离，其中所述指令导致所述一个或更多个处理单元将所述GMU与其受指派飞行器之间的距离维持在限定范围内。

示例9包括示例8所述的GMU，其中所述指令导致所述一个或更多个处理单元向所述TCGS发送对所述受指派飞行器位置的指示。

示例10包括示例1-9中任一所述的GMU，其中所述指令导致所述一个或更多个处理单元通过从飞行器接收广播识别信标并将所述广播识别信标中的识别信息与所述受指派飞行器的识别信息进行比较来验证所述飞行器是否是所述受指派飞行器。

示例11包括示例10所述的GMU，其中所述指令导致所述一个或更多个处理单元响应于验证所述飞行器是所述受指派飞行器开始向所述飞行员提供灯光命令。

示例12包括示例1-11中任一所述的GMU，包括：一个或更多个红外线（IR）发射器模块，其中所述指令导致所述一个或更多个处理单元使用所述一个或更多个IR发射器模块向所述受指派飞行器的飞行员提供IR命令，所述IR命令提供与提供给所述飞行员的所述灯光命令相同的引导，从而所述飞行员可以在所述灯光命令不易可见的低能见度条件下接收所述引导。

示例13包括使用自动指引移动单元（GMU）来指引飞行器的方法，所述方法包括：从交通控制地面站（TCGS）接收控制消息，所述控制消息包括关于受指派飞行器和飞行器拾取位置的信息；使用一个或更多个处理单元控制所述GMU的引擎和定向控制系统来驾驶到所述飞行器拾取位置；使用所述一个或更多个处理单元验证所述飞行器拾取位置附近的飞行器是否是所述受指派飞行器；使用所述一个或更多个处理单元基于来自所述TCGS的所述控制消息确定提供给所述受指派飞行器的灯光命令；以及将所述灯光命令提供给所述受指派飞行器，以在滑行期间指引所述受指派飞行器。

示例14包括示例13所述的方法，包括在滑行期间将所述GMU和所述受指派飞行器之间的距离维持在限定范围内。

示例15包括示例13或14中任一所述的方法，其中验证所述飞行器拾取位置附近的飞行器是否是所述受指派飞行器包括从所述飞行器接收广播识别信标并将所述广播识别信标中的识别信息与所述受指派飞行器的识别信息进行比较。

示例16包括示例13-15中任一所述的方法，其中确定灯光命令包括确定何时提供跟随指引、停止、左转和右转命令。

示例17包括示例13-16中任一所述的方法，包括向所述TCGS发送关于所述GMU位置和定向以及所述受指派飞行器位置的信息。

示例18包括机场跟随指引的指引系统，所述系统包括：用于在滑行期间引导飞行器的交通控制地面站（TCGS）；以及多个飞行器指引移动单元（GMU），每个GMU被配置为在滑行期间指引飞行器，其中每个GMU包括一个或更多个灯光模块；一个或更多个处理单元；以及一个或更多个数据存储介质，所述一个或更多个数据存储介质包括指令，当所述指令被所述一个或更多个处理单元执行时，导致所述一个或更多个处理单元进行以下操作：从所述TCGS接收控制消息，所述控制消息将所述GMU指派给飞行器并且控制所述GMU及其受指派飞行器的移动；以及使用所述一个或更多个灯光模块向所述受指派飞行器的飞行员提供灯光命令，所述灯光命令引导所述受指派飞行器在滑行期间的移动。

示例19包括示例18所述的跟随指引的指引系统，其中所述TCGS被配置为协调所有GMU的移动以将飞行器安全地引导到适当的门、跑道入口或其他位置。

示例20包括示例18或19中任一所述的跟随指引的指引系统，其中每个GMU包括用于使所述GMU在机场各处移动的引擎；以及控制所述GMU运动方向的定向控制系统；其中所述指令导致所述一个或更多个处理单元基于来自所述TCGS的所述控制消息控制所述引擎和所述定向控制系统来指引所述受指派飞行器。

Claims (3)

1. 一种自动飞行器指引移动单元(GMU)，包括：

一个或更多个灯光模块；

用于使所述GMU在机场各处移动的引擎；

控制所述GMU运动方向的定向控制系统；

一个或更多个处理单元；以及

一个或更多个数据存储介质，所述一个或更多个数据存储介质包括指令，当所述指令被所述一个或更多个处理单元执行时，导致所述一个或更多个处理单元进行以下操作：

从交通控制地面站（TCGS）接收控制消息，所述控制消息将所述GMU指派给飞行器并且控制所述GMU及其受指派飞行器的移动；

使用所述一个或更多个灯光模块向所述受指派飞行器的飞行员提供灯光命令，所述灯光命令引导所述受指派飞行器在滑行期间的移动；以及

基于来自所述TCGS的所述控制消息控制所述引擎和所述定向控制系统来指引所述受指派飞行器。

2. 如权利要求1所述的GMU，包括：

用于确定所述GMU位置的位置单元；

用于确定所述GMU定向的定向单元；

其中所述指令导致所述一个或更多个处理单元从所述位置单元和所述定向单元获得所述GMU的位置和定向，并且向所述TCGS提供对所述位置和定向的指示。

3. 如权利要求1或2中任一项所述的GMU，包括：

飞行器距离测量单元，其被配置为测量所述GMU与其受指派飞行器之间的距离，其中所述指令导致所述一个或更多个处理单元将所述GMU与其受指派飞行器之间的距离维持在限定范围内。