CN105144265A - 滑行飞行器附近可视化系统和方法 - Google Patents
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Abstract
根据一个实施方式，一种方法提供关于交通工具附近的信息。该方法包括：在所述交通工具中，提供代表所述交通工具附近的环境状况的传感器信号；经由所述交通工具中的功率线发送所述传感器信号；接收经由所述功率线发送的所述传感器信号并且在所述交通工具中发送对应的无线传感器信号；接收所述无线传感器信号并且恢复所述传感器信号；以及以人可察觉的形式呈现恢复后的所述传感器信号。
Description
背景技术
一些大型飞行器的飞行员不能够容易地看到他们飞行器的翼尖并且会难以辨别是否有足够的间隙让他们飞行器的翼尖经过物体，尤其是天气差或者在夜间时。这种可视性的降低可能是许多事故的成因，其中，大型飞行器的翼尖在滑行期间撞上另一个飞行器或固定物体。如果出现这种碰撞，则飞行器就将停役，直到它被检查并且(如有必要)进行修复。美国国家交通安全委员会(NTSB)向美国联邦航空管理局(FAA)发布了用于安装防撞辅助设备(诸如，机载相机系统)的安全推荐(SafetyRecommendation)，以帮助飞行员解决滑行期间的间隙问题。
发明内容
提供本发明内容是为了按以下将在具体实施方式中进行进一步描述的简化形式来介绍构思选择。本发明内容不旨在用于限制要求保护的主题的范围。本文中描述的构思和技术是针对飞行器附近可视化系统和方法以及使用飞行器附近可视化系统和方法的至少一个示例提供的。
根据本公开的一方面，提供了一种飞行器，该飞行器包括：机体、连接到所述机体的驾驶舱以及连接到所述机体的飞行器部件。所述飞行器部件具有：第一传感器、第一通信模块和第一功率线；所述机体具有第二通信模块和第二功率线；并且所述驾驶舱具有人机界面单元和第三通信模块。所述第一传感器连接到所述第一通信模块并且响应于所述飞行器附近的环境来提供第一传感器数据。所述第一通信模块连接到所述第一功率线并且通过用所述第一传感器数据调制功率线数据载体来将第一功率线数据信号置于所述第一功率线上。所述第二功率线连接到所述第一功率线。所述第二通信模块连接到所述第二功率线并且在所述第二功率线上接收所述第一功率线数据信号，从所述第一功率线数据信号获取所述第一传感器数据，并且通过用从所述第一功率线数据信号获取的所述第一传感器数据调制无线数据载体来发送无线数据信号。所述第三通信模块接收所述无线数据信号，从所述无线数据信号获取所述第一传感器数据，并且将所述第一传感器数据提供到所述人机界面单元。所述人机界面单元连接到所述第三通信模块并且以人可察觉的形式呈现所述第一传感器数据。
根据本公开的其它方面，提供了一种用于飞行器的飞行器附近可视系统，该飞行器具有机体、连接到所述机体的驾驶舱以及连接到所述机体的飞行器部件，所述飞行器部件具有与机体中的机体功率总线连接的飞行器功率总线，包括传感器模块、飞行器部件通信模块、机体通信模块、驾驶舱通信模块和人机界面单元。传感器模块被构造成待被安装在飞行器部件中，并且响应于飞行器附件的环境来提供代表环境的传感器信号。飞行器部件通信模块被构造成待被安装在飞行器部件中并且连接到飞行器功率总线，并且响应于传感器信号将功率线传感器信号置于飞行器功率总线上。机体通信模块被构造成待被安装在飞行器的机体中并且连接到机体功率总线，并且接收功率线传感器信号并且发送对应的无线传感器信号。驾驶舱通信模块被构造成待被安装在飞行器驾驶舱的里面或附近，并且接收无线传感器信号并且提供恢复后的传感器信号。人机界面单元被构造成待被安装在驾驶舱中并且连接到驾驶舱通信模块，并且响应于恢复后的传感器信号，以人可察觉的形式提供关于环境的信息。飞行器将具有机体、连接到机体的驾驶舱以及连接到机体的飞行器部件，飞行器部件具有与机体中的机体功率总线连接的飞行器功率总线。
根据本公开的其它方面，提供了一种用于交通工具的交通工具环境感测系统，所述交通工具具有第一部分和第二部分中的人工操作员区域，所述系统包括传感器模块、传感器通信模块、中间通信模块、无线通信模块、人机界面单元和用户控件。传感器模块被构造成待被安装在第一部分中。传感器模块响应于所述交通工具的环境来提供代表环境的传感器信号，并且还响应于控制信号来调节所述传感器模块的操作。传感器通信模块被构造成待被安装在所述第一部分中并且连接到所述传感器模块和所述第一部分中的交通工具功率总线。传感器通信模块响应于所述传感器信号将功率线传感器信号置于所述交通工具功率总线上，并且响应于所述交通工具功率总线上的功率线控制信号将所述控制信号提供到所述传感器模块。中间通信模块被构造成待被安装在所述交通工具的第二部分中并且连接到所述第二部分中的所述交通工具功率总线。中间通信模块接收所述功率线传感器信号并且发送对应的无线传感器信号，并且接收无线控制信号并且将对应的功率线控制信号置于所述交通工具功率总线上。无线通信模块被构造成待被安装在所述交通工具的所述第二部分中的人工操作员区域的里面或附近。无线通信模块接收所述无线传感器信号并且提供恢复后的传感器信号，并且响应于控制信号将对应无线信号作为所述无线控制信号发送。人机界面单元被构造成待被安装在人工操作员区域中并且连接到所述无线通信模块。人机界面单元响应于恢复后的传感器信号，以人可察觉的形式提供关于环境的信息。用户控件被构造成待被安装在人工操作员区域中并且连接到所述无线通信模块。用户控件产生控制所述传感器的操作的控制信号。
根据本公开的其它方面，提供了一种提供关于交通工具附近的信息的方法。该方法包括：在所述交通工具中，提供代表所述交通工具附近的环境状况的传感器信号；经由所述交通工具中的功率线发送所述传感器信号；接收经由所述功率线发送的所述传感器信号并且在所述交通工具中发送对应的无线传感器信号；接收所述无线传感器信号并且恢复所述传感器信号；以及以人可察觉的形式呈现恢复后的传感器信号。
另外，本公开包括根据以下条款的实施方式：
条款1.一种飞行器，该飞行器包括：
机体、连接到所述机体的驾驶舱以及连接到所述机体的飞行器部件；
所述飞行器部件包括第一传感器、第一通信模块和第一功率线；
所述第一传感器在功能上连接到所述第一通信模块，并且响应于所述飞行器附近的环境来提供第一传感器数据；并且
所述第一通信模块在功能上连接到所述第一功率线，并且被构造成通过用所述第一传感器数据调制功率线数据载体来将第一功率线数据信号置于所述第一功率线上；
所述机体包括第二通信模块和第二功率线；
所述第二功率线连接到所述第一功率线；并且
所述第二通信模块在功能上连接到所述第二功率线，并且被构造成在所述第二功率线上接收所述第一功率线数据信号，从所述第一功率线数据信号获取所述第一传感器数据，并且通过用从所述第一功率线数据信号获取的所述第一传感器数据调制无线数据载体来发送无线数据信号；并且
所述驾驶舱包括人机界面单元和第三通信模块；
所述第三通信模块被构造成接收所述无线数据信号，从所述无线数据信号获取所述第一传感器数据，并且将所述第一传感器数据提供到所述人机界面单元；并且
所述人机界面单元在功能上连接到所述第三通信模块，并且被构造成以人可察觉的形式呈现所述第一传感器数据。
条款2.根据条款1所述的飞行器，其中，所述人机界面单元包括可视显示器。
条款3.根据条款1所述的飞行器，其中，所述第一传感器包括相机、红外传感器、紫外光传感器或接近传感器中的至少一者。
条款4.根据条款1所述的飞行器，其中，所述第二通信模块以符合美国联邦航空管理局或关于飞行器机舱内无线电发射的其它政府要求的功率级来发送所述无线数据信号。
条款5.根据条款1所述的飞行器，其中，
所述人机界面单元包括用于提供控制所述第一传感器的控制信号的用户控件，
所述第三通信模块还在功能上连接到所述用户控件并且还被构造成通过用所述第一传感器的控制信号调制无线控制载体来发送无线第一传感器控制信号，
所述第二通信模块还被构造成接收所述无线第一传感器控制信号，从所述无线第一传感器控制信号获取第一传感器控制数据，并且通过用所获取的所述第一传感器控制数据调制功率线控制载体来在所述第二功率线上提供第一传感器功率线控制信号，并且
所述第一通信模块还被构造成接收所述第一传感器功率线控制信号，从所述第一传感器功率线控制信号获取所述第一传感器控制数据，并且将所获取的所述第一传感器控制数据提供到所述第一传感器。
条款6.根据条款5所述的飞行器，其中，
所述驾驶舱还包括当所述飞行器在地面上时控制所述飞行器的转向方向的飞行器转向系统，所述飞行器转向系统在功能上连接到所述第三通信模块，并且将转向方向控制信号提供到所述第三通信模块，
所述第三通信模块、所述第二通信模块和所述第一通信模块还被构造成将所述转向方向控制信号从所述飞行器转向系统传递到所述第一传感器，并且
所述第一传感器响应于所述转向方向控制信号来提供基于所述转向方向的预期视图。
条款7.根据条款1所述的飞行器，该飞行器还包括：
连接到所述机体的第二飞行器部件，所述第二飞行器部件包括第二传感器、第四通信模块和第三功率线；
所述第二传感器在功能上连接到所述第四通信模块，并且响应于所述飞行器附近的环境来提供第二传感器数据；并且
所述第四通信模块在功能上连接到所述第三功率线，并且被构造成通过用所述第二传感器数据调制第四功率线数据载体来将第二功率线数据信号置于所述第三功率线上；并且
其中，所述第四功率线连接到所述第一功率线或第五功率线中的一者；
其中，所述第二通信模块在功能上连接到所述第一功率线或第五功率线中的所述一者，并且还被构造成在所述第一功率线或第五功率线中的所述一者上接收所述第二功率线数据信号，从所述第二功率线数据信号获取所述第二传感器数据，并且还通过用从所述第二功率线数据信号获取的所述第二传感器数据调制所述无线数据载体来发送所述无线数据信号；
其中，所述第三通信模块还被构造成从所述无线数据信号获取所述第二传感器数据，并且将所述第二传感器数据提供到所述人机界面单元；并且
其中，所述人机界面单元还被构造成以人可察觉的形式呈现所述第二传感器数据。
条款8.一种用于飞行器的飞行器附近可视系统，所述飞行器具有机体、连接到所述机体的驾驶舱以及连接到所述机体的飞行器部件，所述飞行器部件具有与机体中的机体功率总线连接的飞行器功率总线，该系统包括：
传感器模块，该传感器模块被构造成待被安装在飞行器部件中，并且响应于飞行器附件的环境来提供代表环境的传感器信号；
飞行器部件通信模块，该飞行器部件通信模块被构造成待被安装在飞行器部件中并且连接到所述飞行器功率总线，并且响应于所述传感器信号将功率线传感器信号置于所述飞行器功率总线上；
机体通信模块，该机体通信模块被构造成待被安装在所述飞行器的机体中并且连接到所述机体功率总线，接收所述功率线传感器信号并且发送对应的无线传感器信号；
驾驶舱通信模块，该驾驶舱通信模块被构造成待被安装在所述飞行器的驾驶舱的里面或附近，接收所述无线传感器信号并且提供恢复后的传感器信号；以及
人机界面单元，该人机界面单元被构造成待被安装在所述驾驶舱中并且连接到所述驾驶舱通信模块，并且响应于恢复后的传感器信号，以人可察觉的形式提供关于环境的信息。
条款9.根据条款8所述的系统，其中，所述人机界面单元包括可视显示器。
条款10.根据条款8所述的系统，其中，所述传感器模块包括相机、红外传感器、紫外光传感器或接近传感器中的至少一者。
条款11.根据条款8所述的系统，其中，所述机体通信模块以符合美国联邦航空管理局或关于飞行器机体内无线电发射的其它政府要求的功率级来发送所述无线传感器信号。
条款12.根据条款8所述的系统，其中，所述飞行器部件通信模块包括发送器，所述发送器通过响应于所述传感器信号调制功率线载体信号来产生所述功率线传感器信号。
条款13.根据条款8所述的系统，其中，所述机体通信模块包括：接收器，该接收器接收并且解调所述功率线传感器信号，以提供解调后的信号；以及发送器，该发送器通过响应于解调后的信号调制无线载体信号来产生所述对应的无线传感器信号。
条款14.根据条款8所述的系统，其中，所述飞行器部件通信模块将操作功率从所述飞行器功率总线提供到所述传感器模块。
条款15.一种交通工具环境感测系统，交通工具具有第一部分和第二部分中的人工操作员区域，所述系统包括：
传感器模块，该传感器模块被构造成待被安装在所述第一部分中，响应于所述交通工具的环境来提供代表所述环境的传感器信号，并且响应于控制信号来调节所述传感器模块的操作；
传感器通信模块，该传感器通信模块被构造成待被安装在所述第一部分中并且连接到所述传感器模块和所述第一部分中的交通工具功率总线，响应于所述传感器信号将功率线传感器信号置于所述交通工具功率总线上，并且响应于所述交通工具功率总线上的功率线控制信号将所述控制信号提供到所述传感器模块；
中间通信模块，该中间通信模块被构造成待被安装在所述交通工具的第二部分中并且连接到所述第二部分中的所述交通工具功率总线，接收所述功率线传感器信号并且发送对应的无线传感器信号，接收无线控制信号并且将对应的功率线控制信号置于所述交通工具功率总线上；
无线通信模块，该无线通信模块被构造成待被安装在所述交通工具的所述第二部分中的人工操作员区域的里面或附近，接收所述无线传感器信号并提供恢复后的传感器信号，并且响应于控制信号将对应的无线信号作为所述无线控制信号发送；
人机界面单元，该人机界面单元被构造成待被安装在人工操作员区域中并且连接到所述无线通信模块，响应于所述恢复后的传感器信号以人可察觉的形式提供关于所述环境的信息；以及
用户控件，该用户控件被构造成待被安装在所述人工操作员区域中并且连接到所述无线通信模块，以产生控制所述传感器模块的操作的所述控制信号。
条款16.根据条款15所述的系统，其中，所述人机界面单元包括可视显示器。
条款17.根据条款15所述的系统，其中，所述传感器模块包括相机、红外传感器、紫外光传感器或接近传感器中的至少一者。
条款18.根据条款15所述的系统，其中，所述传感器通信模块包括发送器，所述发送器通过响应于所述传感器信号调制功率线载体信号来产生所述功率线传感器信号。
条款19.根据条款15所述的系统，其中，进行无线发送的通信模块以符合所述人工操作员区域中无线电发射的政府要求的功率级发送所述无线信号。
条款20.根据条款15所述的系统，其中，所述中间通信模块包括：接收器，该接收器接收并且解调所述功率线传感器信号以提供解调后的信号；以及发送器，该发送器通过响应于所述解调后的信号调制无线载体信号来产生所述对应的无线传感器信号。
条款21.根据条款15所述的系统，其中，所述传感器通信模块将操作功率从所述交通工具功率总线提供到所述传感器模块。
条款22.一种提供关于交通工具附近的信息的方法，该方法包括：
在所述交通工具中，提供代表所述交通工具附近的环境状况的传感器信号；
经由所述交通工具中的功率线发送所述传感器信号；
接收经由所述功率线发送的所述传感器信号并且在所述交通工具中发送对应的无线传感器信号；
接收所述无线传感器信号并且恢复所述传感器信号；以及
以人可察觉的形式呈现恢复后的所述传感器信号。
条款23.根据条款22所述的方法，其中，所述无线传感器信号以符合所述交通工具的辐射场发射标准要求的功率级发送。
条款24.根据条款22所述的方法，该方法还包括：
从用户控制装置接收控制信号；
无线发送所述控制信号；
接收无线发送的所述控制信号并且发送对应的功率线控制信号；
接收所述功率线控制信号并且恢复所述控制信号；以及
将恢复后的所述控制信号提供到所述传感器，以控制所述传感器的操作。
条款25.根据条款22所述的方法，其中，接收所述无线传感器信号并且恢复所述传感器信号的步骤以及以人可察觉的形式呈现恢复后的所述传感器信号的步骤是在位于所述交通工具的内部和外部中的一者的位置发生的。
已经讨论的特征、功能和优点可独立地在本公开的各种构造中实现或者可组合在其它构造中，可参照下面的描述和附图看到这些构造的其它细节。例如，可只使用单个类型的传感器。又如，可只从传感器向显示器进行通信，并且不是双向的。
附图说明
图1是示例性飞行器、示例性物体和驾驶舱中的示例性传感器模块和示例性人机界面单元之间的示例性通信系统的一些部件的图示。
图2是光系统、示例性传感器模块和示例性功率线通信模块的图示。
图2A示出机翼前沿上的示例性泡的正视图。
图2B示出机翼前沿上的着陆灯和示例性传感器模块的替代实现方式的正视图。
图3是飞行器驾驶舱中的示例性人机界面单元的图示。
图4A是示例性无线通信模块的框图。
图4B是示例性功率线通信模块的框图。
具体实施方式
下面的具体实施方式涉及用于提供关于交通工具(诸如但不限于飞行器)附近的信息的系统和方法。该系统用于观察例如飞行器或飞行器翼尖附近的环境甚至用于观察飞行器本身的部件。在下面的具体描述中，将参照附图，附图形成具体实施方式的一部分，并且是以例证、特定构造或示例的方式示出的。在数个附图中，类似的附图标记始终表达类似的元件。
仅仅通过设置从传感器通向驾驶舱显示器的电缆(诸如，同轴电缆)来向飞行员提供关于飞行器附近物体的信息看上去是简单的任务。然而，这增加了飞行器的重量，增加了飞行器制造的复杂度的另一个水平，将必须经过测试以验证电缆对飞行器的适航性或结构完整性没有产生不利影响，可能需要得到一个或更多个政府机关的许可，并且不方便改造到现有飞行器上。
另一种方法将是在传感器处把传感器信号置于飞行器功率总线并且在驾驶舱获取它。然而，飞行器驾驶舱内的传感器和显示器之间的各种电子面板和电子系统将严重衰减发送到功率总线上的任何信号，并且引入大量噪声，使得经由飞行器功率总线将信号从传感器发送到驾驶舱所需的功率水平将是不切实际的。
另一种方法将是把传感器信号从传感器直接无线发送到驾驶舱显示器。然而，飞行器的金属机架和蒙皮需要用大量的发送器功率将信号从传感器可靠地传送到驾驶舱，并且将控制信号从驾驶舱显示器可靠地传送回到传感器。另外，FAA已经设定了在飞行器机体内(特别地，在飞行器的机舱内)进行低电磁发射的要求。
本文中公开的各种系统和方法解决了这些直接方法的缺陷，并且以下述方式向机组人员或其他人提供所需信息，这种方式使得对飞行器的改变最少，可容易改装到现有飞行器上，并且符合可应用的FAA功率要求。根据一个或更多个实施方式，经由飞行器功率总线将传感器信号从传感器发送到机体内的点，然后将传感器信号从该点无线地重新发送到驾驶舱显示器或其它显示区。传感器可以是例如相机，可由诸如飞行员或副驾驶员的人工操作员进行控制，以扫描可包括飞行器正前方的区域、滑行期间飞行器一侧的区域、或从门进行推(拖)期间的稍靠飞行器后方的区域的视场。以这种方式，飞行员或机组人员可直接看到飞机周围的环境，包括翼尖和翼尖路径。如以下提到的，可存在不止一个传感器，这些传感器可以是不同类型，传感器可被布置在飞行器上的不同位置。该系统和方法还可用于除了飞行器以外的交通工具。
图1是具有机体11、驾驶舱12和机翼35A、35B的示例性飞行器10；示例性物体15；以及示例性传感器模块或系统20A、20B和驾驶舱12中的示例性人机界面单元45之间的示例性通信系统的一些部件的图示。物体15可以是例如机动交通工具；另一架飞行器的机尾、机翼或驾驶舱；与飞行器10相邻或飞行器10附近的灯、障碍物或其它固定或可移动物体。在一个实现方式中，传感器系统20A、20B安装在飞行器的各机翼35A、35B的翼尖30A、30B上或在其附近。传感器系统20还可安装在其它位置和/或其它飞行器部件的上面或里面，在这些飞行器部件中，功率已经可用或者是可容易得到的，诸如(但不限于)安装在飞行器机尾部分垂直稳定器75的顶部上或在其附近的传感器系统20C。传感器系统20可包括例如相机、红外(IR)传感器、紫外光传感器、接近传感器、或其它合适的传感器、传感器阵列、或检测装置中的一个或更多个。驾驶舱12包含人机界面单元45，人机界面单元45可按人可察觉的格式表现信息，诸如(例如)可视显示器、可听警报、和/或控制装置(诸如，方向盘、手柄、操纵杆、控制杆、或其它用户接口)中的震动。如以下进一步说明的，传感器系统20将关于飞行器周围的环境的信息或飞行器的状况传达给人机界面单元，人机界面单元接着向飞行员或其它机组人员(包括副驾驶员、飞行机械师、或位于飞行器机上或飞行器外的其它安全监控人员)呈现信息。在本公开的范围内的是，将关于飞行器周围飞行器的信息无线地发送到位于机场或其它设施中的个体或自动监控系统，在机场或其它设施中，分析附近信息和环境，并且可向飞行员、机组人员或飞行人工操作员提供关于飞行器安全操作的反馈。环境信息可被酌情表达为例如图片、可视警告、关于到物体的距离的指示、可听警报、震动等，使得飞行员或其他人员被警告和/或通知存在任何危险状况，并且可进行例如关于飞行器是否有足够的间隙供飞行器通过物体的明智判断。可听警报或声音可以是语调、韵律、蜂音、汽笛、口头公告等中的一个或更多个。另外，不同的状况可促成不同的警报声音和/或口头公告。
如有需要，人机界面单元45还可包含控制单元(图3)，诸如(例如)允许飞行员控制传感器系统操作的控制杆、按钮、鼠标等。飞行员可控制例如相机的缩放、相机的聚焦、和/或相机正对着的方向。如有需要，飞行员还可在相机、红外传感器、紫外光传感器、或接近传感器之间切换，并且可致使传感器使用电子或无源滤波器来通过或阻挡某些颜色、波长，和/或指示接近传感器忽略超过预定或选定范围的物体等。
机翼35A、35B中的着陆灯系统25A、25B由该机翼35A、35B中的机翼功率线(功率总线)50A、50B提供功率，机翼功率线(功率总线)50A、50B分别与机体功率线(功率总线)55A、55B连接。通常，存在两条机体功率总线55A、55B，机体功率总线55A、55B可根据需要通过一条或更多条交叉总线60连接或断开。机尾部分垂直稳定器通常具有灯标或识别标志灯25C。
传感器系统20可包括传感器255(图2)，传感器255可提供关于翼尖或飞行器附近环境状况或者飞行器状况的数据。诸如功率线通信模块(图2的210)的传感器通信模块将来自传感器系统的传感器数据置于机翼功率总线50上，机翼功率总线50将传感器数据联接到机体功率总线55上。诸如功率线和无线通信模块的中间通信模块65通过例如电导体70联接到机翼功率总线55。中间通信模块65从功率总线55获取传感器数据并且无线发送传感器数据。诸如无线通信模块(图3)的接口通信模块320接收无线数据信号，获取无线发送的传感器数据，并且将传感器数据提供到人机界面单元45。为了便于讨论，传感器通信模块、中间通信模块和接口通信模块一般将被分别称为功率线通信模块、功率线和无线通信模块，以及无线通信模块。
来自控制单元315(图3)的控制信号被提供到无线发送控制信号的无线通信模块。功率线和无线通信模块65接收无线控制信号，获取无线发送的控制信号，并且将控制信号置于功率总线55上，功率总线55将功率线控制信号联接到机翼功率总线50。功率线通信模块210(图2)接收功率线控制信号，获取控制数据，并且将控制数据提供到传感器模块20。
因此，用一种通信技术(例如，功率线通信)将传感器数据从传感器模块发送到机体，并且在机体内用另一种通信技术(例如，无线通信)将传感器数据发送到驾驶舱中的显示器。类似地，在机体内用一种通信技术(例如，无线通信)从驾驶舱中的控制单元发送控制数据，并且用另一种通信技术(例如，功率线通信)将控制数据从机体发送到传感器模块。这种双通信技术方法使得用于无线通信的功率低，因为这些是出现在机体内，而非必须贯穿机体的蒙皮。无线发送用于传感器的传感器控制信号的通信模块以符合FAA或关于飞行器的机舱或其它部件内或者交通工具的一部分内的无线电发射的功率级的其它政府要求的功率级发送无线信号。
传感器模块可包括传感器，可包括多个传感器，和/或可包括一个或多个传感器以及用于传感器的控制机构。
传感器可布置在飞行器或交通工具上任何所需的适宜位置，只要诸如飞行器功率线的外部功率是可用的即可。例如，除了以上针对传感器20A、20B和20C提到的位置之外，传感器可布置在起落架舱中，起落架上，或其它飞行器部件的上面或里面。“适宜的”位置是传感器可提供环境的所需视图并且传感器没有显著不利影响飞行器或交通工具的性能、可靠性或安全的任何位置。
传感器得到的信息可被无线通信模块或甚至被飞行器或交通工具无线电系统(未示出)发送到身处外部位置的其他人，或甚至是出于备案目的进行发送。外部位置可具有用于接收发送、恢复传感器信号并且以人可察觉的形式呈现被恢复的传感器信号和/或存储传感器信号的无线或其它接收器。另外，传感器得到的信息可被记录在飞行数据或飞行话音记录器、或其它合适的记录装置上。
图2是灯系统25、示例性着陆传感器模块20和示例性着陆功率线通信模块210的图示。在一个实现方式中，功率总线50一直是启用的并且着陆灯25可由单独的控制线215进行控制，单独的控制线215可以是电导体或光纤电缆。在另一个实现方式中，功率线50一直是启用的，没有使用控制线215，并且功率线通信模块210响应于功率总线50上的着陆灯控制信号经由例如控制线220向着陆灯25提供控制信号，控制线220可以是电导体或光纤电缆。在另一个实现方式中，没有使用控制线215并且功率线通信模块210响应于功率总线50上的着陆灯控制信号经由例如导体(也用线220表达)向着陆灯25提供来自功率总线50的功率。在另一个实现方式中，功率总线50仅仅在着陆灯25将导通时启用，并且在这个实现方式中，传感器模块20仅仅在着陆灯25导通时启用，而线215和220都不是必要的。
在一个实施方式中，传感器模块20被封装在机翼35前沿的小“鱼眼”泡250内。传感器255和传感器方向机构260位于泡250内。机构260允许飞行员打开相机观察例如飞行器前方、飞行器侧面、飞行器后方，甚至观察机翼35顶部，以确定机翼上是否有冰。传感器255的设计和构造以及用于瞄准传感器的机构260(例如，相机)是熟知的并且本文中不进行描述。
图2A示出着陆灯25和封装机翼35前沿上的传感器模块20(未示出)的示例性泡250。
图2B示出着陆灯25和机翼35前沿上的示例性传感器模块20的替代实现方式的正视图。在这个实现方式中，传感器模块20包含直接对着机翼35前方的传感器。在替代实现方式中，传感器模块20包含传感器和传感器方向机构(未示出)，使得可致使传感器在有限程度内观察正前方、左方、右方、上方或下方。
传感器模块20经由例如链路225将传感器数据从传感器255提供到功率线通信模块210，链路225可以是电导体或光纤电缆。功率线通信模块210可经由例如链路230将控制数据提供到传感器模块210的传感器方向机构260，链路230可以是电导体或光纤电缆。另选地，单个导体或链路(225或230)可用于传感器模块20和功率线通信模块210之间的双向通信。功率线通信模块210可选择性或连续地经由电导体235将操作功率提供到传感器模块20。
功率线通信模块210可以是将数据从传感器模块20置于功率总线50上并且优选地可从功率总线50获取控制数据以将控制数据提供到传感器模块20并且在一些实现方式下提供到着陆灯205的任何装置。在飞行器上，将使用被批准用于飞行器上的装置和通信协议。在其它交通工具上，如有需要，将使用被批准用于这些交通工具上的装置和协议。在本领域中已知经由功率线传达信息的方法和装置。
功率线和无线通信模块65(图1)可以是从功率总线55获取传感器数据并且无线发送传感器数据并且(如有需要)无线接收控制数据并且将控制数据置于功率总线55上的单个装置。另选地，功率线和无线通信模块65可以是例如彼此连接并且可将数据从一个传递到另一个的两个装置：一个是从功率总线55获取传感器数据并且(如有需要)将控制数据置于功率总线55上的通信装置；并且另一个是无线发送传感器数据并且(如有需要)无线接收控制数据的通信装置。在飞行器上，将使用被批准用于飞行器上的装置和无线协议。在本领域中还已知用于无线通信的方法和装置。一般无线通信装置的示例是CiscoTM制造的Aironet600系列远程办公接入点(Aironet600seriesOfficeExtendAccessPoint)。为方便起见，以上相对于图2、图2A和图2B的讨论是针对机翼35进行的。然而，以上的讨论还可应用于其它位置，诸如但不限于垂直稳定器75、起落架舱等。
图3是飞行器10的驾驶舱12中的示例性人机界面单元45的图示。人机界面单元45优选地包括可视显示单元305、发声单元310和功能上与无线通信模块320连接的用户控制装置315。可视显示单元305可以是例如监视器。发声单元310可以是例如扬声器或蜂鸣器。用户控制装置315可以是例如上面具有各种控制按钮的控制杆、具有方向控制和其它按钮的面板等。还可存在与用户控制装置315和/或一个或更多个其它用户控件连接的震动设备。在替代实施方式中，无线通信模块320可将信息提供到现有驾驶舱显示器和/或现有用户控制装置而非附加的可视显示单元305和/或用户控制装置315和/或从其接收信息。在一个实现方式中，无线通信装置65和320是基于IP(基于互联网协议)的Wi-Fi装置。如有需要，还可使用其它协议。
示例性的可视显示单元305描绘用相机查看的示例性视图325。在这个示例性视图中，假设相机正对着正前方，飞行员可看到，存在交通工具330并且在该方向上继续前行可造成机翼35和交通工具330之间相撞。在得到这条信息后，飞行员接着可采取动作，将飞行器10放慢、停止和/或转向，以避免与交通工具330相撞。部分交通工具330被示出为纯粹为了图示方便的卡车；视图325中示出的物体还可以是其它飞行器、障碍物、指示牌或灯等。另外，飞行员可旋转相机(或其它传感器)查看机翼本身，使得可看到机翼结冰，或者查看起落架，验证任何起落架安全销已经被取下，并且如果泡250在机翼拐角上，则查看飞行器后方区域的至少一部分。
IR传感器有可能可以提供相机不可提供的有价值信息。例如，假设是漆黑无月的夜，正在下雨，并且暗色面板卡车(例如，食品服务卡车)上的电故障已经致使卡车不运行并且没有任何照明。因为环境状况(漆黑、无月、下雨)，所以飞行员甚至用相机也不能看到卡车。然而，IR传感器可检测到交通工具的发动机或排气系统发出的热，并且可呈现某种种类的图像(细微或粗糙的)或呈现某种种类的指示(闪光灯、画面上的图标等)，以将物体的存在告知飞行员。飞行员接着可更密切地查看或甚至请求地面控制作为辅助，以验证物体的存在和/或去除物体。
通过使用接近传感器，可将额外信息提供到飞行员，尤其就正以上示例而言，但不限于此。例如，IR传感器可检测禁用的交通工具，但飞行员无法看到该交通工具。然而，接近传感器可提供关于与交通工具或物体的距离的信息，以辅助飞行员进行关于采取什么动作的知情决策。例如，文本警告块335指示与交通工具330的距离是10米。如果该距离非常短，则飞行员可能会需要紧急停止或进行操纵以避免撞到交通工具330。然而，如果该距离足够大，则飞行员能够围绕交通工具330或其它物体轻轻地转向。
理论上，可敷设电缆或光纤电缆，以在翼尖和驾驶舱之间发送信号。然而，实际上，这需要在机翼中和机体中进行额外布线，增加了飞行器10的重量，增加了机体和机翼中的布线线束的复杂度，并且增加了构造成本。另外，增加这种传感器-显示器布线的时间和成本对于改造现有飞行器是不切实际的。
另外，理论上，信号可经由功率总线50和55在翼尖和驾驶舱显示器之间发送。然而，实际上，传送图像所必须的较高频信号被总线55上的各种电子连接件和装置阻挡或者极度衰减。另外，理论上，信号可在翼尖和驾驶舱显示器之间无线发送。然而，实际上，信号因飞行器蒙皮而极度衰减。
通过使用现有功率总线在翼尖和机体之间传送信息并且使用无线系统在机体和驾驶舱中的显示器之间传送信息，提供了关于成本、重量和安装便利度的益处。可使用现有布线，而非必须在机翼和/或机体中安装另外的布线；并且可改造现有飞行器，而不用改变现有布线或添加布线。
图4A是可用于实现无线通信模块320的示例性无线通信模块400的框图。可存在微处理器405、无线发送器410和无线接收器415，发送器和接收器连接到天线420。传感器数据可从接收器415直接提供到传感器数据输出线425上，或者优选地，可从接收器415提供到微处理器405。微处理器405可根据所需的无线传输协议(例如，诸如，基于分组或基于互联网协议的方法)将数据格式化。微处理器还可压缩或加密数据，修改数据，使得呈现系统305以所需的人可察觉格式(诸如，图片、文本、可听警报等)呈现信息。同样地，控制数据可从控制数据线430直接提供到发送器410，或者优选地，可从控制单元315提供到微处理器405，微处理器405可修改数据以在将它们发送到发送器之前去除或修改信号，或者甚至将状态或其它信号发送回飞行员，作为例如传感器或控制数据，使得不可执行被请求的命令，这是因为传感器255或传感器方向机构260已经在其范围末尾。另外，转向方向数据可被提供到通向处理器405的转向方向数据控制线435上，处理器405可处理该数据，以发送致使传感器方向机构260将传感器对着飞行器正在转向的方向的一个或多个信号(有时被称为“预期”视图)。
图4B是可用于实现功率线通信模块210的示例性功率线通信模块450的框图。可存在微处理器455、功率线发送器460和功率线接收器465，发送器和接收器连接到功率线470。传感器数据475可从传感器255直接提供到发送器460或者从传感器255提供到微处理器455，微处理器455可修改数据以去除噪声、执行数据压缩以减小带宽、数据加密等。同样地，控制数据可从接收器465直接提供到控制数据线480或者可从控制单元315提供到微处理器405，微处理器405可修改数据以去除噪声，确定尝试改变传感器方向之前的传感器位置等。微处理器455还可处理来自接收器465的数据，以经由线485发送着陆灯控制信号。
既执行无线通信又执行功率线通信的通信模块65可通过组合图4A中示出的无线系统和图4B中示出的功率线系统连带微处理器或不连带微处理器来实现。例如，功率线接收器465可将传感器数据提供到无线发送器410，并且无线接收器415可将控制数据直接提供到功率线发送器460。
功率线和无线带宽要求并不是关键的，只要所需的传感器图片和/或信息可以可靠且及时地从传感器传送到人机界面单元即可。另外，所使用的特定数据格式并不是关键的，只要传感器和控制信息可以可靠地在传感器和人机界面单元之间传送即可。可提供商购的、现成功率线通信模块和无线通信模块，它们满足用于所涉及的特定飞行器的操作环境的要求。
微处理器(例如，微处理器405和/或455)通常将包括中央处理单元(CPU)、包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)的存储器以及将存储器联接到CPU的系统总线。包含有助于诸如在启动期间在计算机架构内的元件之间传递信息的基本程序的基本输入/输出系统可被存储在ROM中。计算机构架还可包括大容量存储装置，该大容量存储装置用于存储操作系统和关于要执行的任务(诸如，数据压缩或扩展、降噪、确定要提供预期视图的信号等)的指令。大容量存储装置及其关联的计算机可读介质可提供用于计算机构架的非易失性存储器。举例来说，而并非限制，计算机存储介质可包括以用于存储信息(诸如，计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据)的任何方便方法或技术实现的易失性和非易失性介质。例如，计算机介质包括，但不限于，RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存存储器或其它固态存储器技术、或可用于存储所需信息并且可被计算机构架访问的任何其它介质。关于权利要求，短语“计算机存储介质”及其变型本身并不包括波、信号、和/或其它暂态和/或无形通信介质。
在一个或更多个实施方式中，传感器(诸如，但不限于第一传感器，或者如在传感器模块中包括的)可以是用于产生代表可视环境的视频信号的相机。另外，传感器(诸如，但不限于第一传感器，或者如在传感器模块中包括的)可以是用于产生代表可视环境的视频信号的图像稳定的相机。另外，传感器(诸如，但不限于第一传感器，或者如在传感器模块中包括的)可以是用于检测附近物体的接近传感器。
根据一个或更多个实施方式，传感器或传感器阵列可用于检测对飞行器或其它交通工具的潜在威胁。在这种实施方式中，可在接近飞行器的地方发射诸如导弹、火箭推进榴弹发射器、或其它射弹的威胁。如描述的，自动传感器系统可检测这种威胁的存在，分析察觉到的危险，并且提供一个或多个响应。可能的响应可包括但不限于提供显示器上的指示或可听警报，将指示检测到威胁并且有可能指示关于检测到的威胁的信息的信号发送到接收器，和/或有可能发射诱饵(诸如，照明弹或对抗检测到的威胁的措施)。相比于对机体结构的传统上成本更高的改造(包括穿透、改造和修复)，本文中公开的各种特征的改造能力可提供优点。另外，优点可包括这种改造的离散特性，其中，飞行器或其它交通工具可不知不觉地以不太能观察到的方式来处理这种传感能力。
根据一个或更多个实施方式，可提供用于传感器的传感器控制信号(诸如但不限于用于第一传感器的第一传感器控制信号)，以控制以下传感器特征中的至少一个：缩放、方向、聚焦、滤光、或波长过滤。另外，可提供用于传感器的传感器控制信号(诸如但不限于用于第一传感器的第一传感器控制信号)，以指明所需的传感器方向，该传感器方向是至少相对于飞行器机体向前、向侧面和向后中的一个。
根据一个或更多个实施方式，用户控制装置可以是人机界面单元并且可提供转向方向信号，该信号可被无线发送，该无线发送的转向方向信号可被接收，接着经由功率线被作为控制信号发送，可接收该功率线控制信号，并且传感器对着通过转向方向信号指示的预期方向。另外，人机界面单元可另选地呈现来自第一传感器的传感器数据和来自第二传感器的传感器数据。另外，人机界面单元可包括第一监控器和第二监控器，第一监控器呈现来自第一传感器的传感器数据并且第二监控器呈现来自第二传感器的传感器数据。另外，人机界面单元可具有屏幕，该屏幕响应于传感器信号，以显示可视环境的至少一部分。
根据一个或更多个实施方式，人可察觉的格式可以是可视显示、可听声音、或这二者。另外，人可察觉的格式可包括声音，并且传感器、传感器阵列、或传感器模块可具有监测附近物体的接近传感器并且提供检测信号，其中，人机界面单元可具有响应于传感器信号的可听警报。
根据一个或更多个实施方式，相对于具有飞行器部件(诸如但不限于机翼)并且其中机翼具有与机翼中的功率线连接的着陆灯模块的飞行器，机翼中的通信模块可将操作功率从机翼中的功率线敷设到机翼的里面或上面的传感器。另外，相对于具有飞行器部件(诸如但不限于机尾部分垂直稳定器)并且其中机尾部分垂直稳定器具有与机尾部分中的功率线连接的灯标的飞行器，机尾部分中的通信模块可将操作功率从机尾部分中的功率线敷设到机尾部分的里面或上面的传感器。另外，飞行器部件(诸如但不限于机翼或机尾部分垂直稳定器)中的通信模块可从该飞行器部件中的功率总线接收操作功率。另外，相对于交通工具，传感器通信模块可从交通工具功率总线接收操作功率。
在一些情况下，为了方便起见，在本文中使用术语“通信模块”之前的词语(例如，第一、机翼、无线等)，以将一个通信模块与另一个通信模块区分开并且并不指示次序、优先顺序、或所需的物理位置，除非另外明确阐明。另外，尽管以上例证和讨论主要是涉及飞行器，但本文中公开的技术可应用于飞机和直升机，并且还可应用于诸如汽车、巴士、卡车、火车、小船和气垫船的其它交通工具。各种非交通工具应用可包括路灯、建筑物外围灯、蜂窝电话塔、或其它类似结构。
要理解，随附权利要求不一定限于本文中描述的特定的特征、构造、动作或介质。确切地，特定的特征、构造、动作和介质被作为实现权利要求书的示例形式公开。另外，如本文中使用的，短语“例如”意指“例如，但不限于”，除非另外明确阐明或者上下文另外清楚无误地要求。
以上描述的主题只是通过例证的方式提供的，不应该被理解为是限制。在不遵循图示和描述的示例构造和应用并且在不脱离随附权利要求书中阐述的本公开的真实精神和范围的情况下，可对本文中描述的主题进行各种修改和变化。
Claims (15)
1.一种飞行器，该飞行器包括：
机体、连接到所述机体的驾驶舱以及连接到所述机体的飞行器部件；
所述飞行器部件包括第一传感器、第一通信模块和第一功率线；
所述第一传感器在功能上连接到所述第一通信模块，并且响应于所述飞行器附近的环境来提供第一传感器数据；并且
所述第一通信模块在功能上连接到所述第一功率线，并且被构造成通过用所述第一传感器数据调制功率线数据载体来将第一功率线数据信号置于所述第一功率线上；
所述机体包括第二通信模块和第二功率线；
所述第二功率线连接到所述第一功率线；并且
所述第二通信模块在功能上连接到所述第二功率线，并且被构造成在所述第二功率线上接收所述第一功率线数据信号，从所述第一功率线数据信号获取所述第一传感器数据，并且通过用从所述第一功率线数据信号获取的所述第一传感器数据调制无线数据载体来发送无线数据信号；并且
所述驾驶舱包括人机界面单元和第三通信模块；
所述第三通信模块被构造成接收所述无线数据信号，从所述无线数据信号获取所述第一传感器数据，并且将所述第一传感器数据提供到所述人机界面单元；并且
所述人机界面单元在功能上连接到所述第三通信模块，并且被构造成以人可察觉的形式呈现所述第一传感器数据。
2.根据权利要求1所述的飞行器，其中，所述人机界面单元包括可视显示器。
3.根据权利要求1或2所述的飞行器，其中，所述第一传感器包括相机、红外传感器、紫外光传感器或接近传感器中的至少一者。
4.根据权利要求1、2或3所述的飞行器，其中，所述第二通信模块以符合美国联邦航空管理局或关于飞行器机舱内无线电发射的其它政府要求的功率级来发送所述无线数据信号。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的飞行器，其中，
所述人机界面单元包括用于提供控制所述第一传感器的控制信号的用户控件，
所述第三通信模块还在功能上连接到所述用户控件并且还被构造成通过用所述第一传感器的控制信号调制无线控制载体来发送无线第一传感器控制信号，
所述第二通信模块还被构造成接收所述无线第一传感器控制信号，从所述无线第一传感器控制信号获取第一传感器控制数据，并且通过用所获取的所述第一传感器控制数据调制功率线控制载体来在所述第二功率线上提供第一传感器功率线控制信号，并且
所述第一通信模块还被构造成接收所述第一传感器功率线控制信号，从所述第一传感器功率线控制信号获取所述第一传感器控制数据，并且将所获取的所述第一传感器控制数据提供到所述第一传感器。
6.根据权利要求5述的飞行器，其中，
所述驾驶舱还包括当所述飞行器在地面上时控制所述飞行器的转向方向的飞行器转向系统，所述飞行器转向系统在功能上连接到所述第三通信模块，并且将转向方向控制信号提供到所述第三通信模块，
所述第三通信模块、所述第二通信模块和所述第一通信模块还被构造成将所述转向方向控制信号从所述飞行器转向系统传递到所述第一传感器，并且
所述第一传感器响应于所述转向方向控制信号来提供基于所述转向方向的预期视图。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的飞行器，该飞行器还包括：
连接到所述机体的第二飞行器部件，所述第二飞行器部件包括第二传感器、第四通信模块和第三功率线；
所述第二传感器在功能上连接到所述第四通信模块，并且响应于所述飞行器附近的环境来提供第二传感器数据；并且
所述第四通信模块在功能上连接到所述第三功率线，并且被构造成通过用所述第二传感器数据调制第四功率线数据载体来将第二功率线数据信号置于所述第三功率线上；并且
其中，所述第四功率线连接到所述第一功率线或第五功率线中的一者；
其中，所述第二通信模块在功能上连接到所述第一功率线或第五功率线中的所述一者，并且还被构造成在所述第一功率线或第五功率线中的所述一者上接收所述第二功率线数据信号，从所述第二功率线数据信号获取所述第二传感器数据，并且还通过用从所述第二功率线数据信号获取的所述第二传感器数据调制所述无线数据载体来发送所述无线数据信号；
其中，所述第三通信模块还被构造成从所述无线数据信号获取所述第二传感器数据，并且将所述第二传感器数据提供到所述人机界面单元；并且
其中，所述人机界面单元还被构造成以人可察觉的形式呈现所述第二传感器数据。
8.一种交通工具环境感测系统，交通工具具有第一部分和第二部分中的人工操作员区域，所述系统包括：
传感器模块，该传感器模块被构造成待被安装在所述第一部分中，响应于所述交通工具的环境来提供代表所述环境的传感器信号，并且响应于控制信号来调节所述传感器模块的操作；
传感器通信模块，该传感器通信模块被构造成待被安装在所述第一部分中并且连接到所述传感器模块和所述第一部分中的交通工具功率总线，响应于所述传感器信号将功率线传感器信号置于所述交通工具功率总线上，并且响应于所述交通工具功率总线上的功率线控制信号将所述控制信号提供到所述传感器模块；
中间通信模块，该中间通信模块被构造成待被安装在所述交通工具的第二部分中并且连接到所述第二部分中的所述交通工具功率总线，接收所述功率线传感器信号并且发送对应的无线传感器信号，接收无线控制信号并且将对应的功率线控制信号置于所述交通工具功率总线上；
无线通信模块，该无线通信模块被构造成待被安装在所述交通工具的所述第二部分中的人工操作员区域的里面或附近，接收所述无线传感器信号并提供恢复后的传感器信号，并且响应于控制信号将对应的无线信号作为所述无线控制信号发送；
人机界面单元，该人机界面单元被构造成待被安装在人工操作员区域中并且连接到所述无线通信模块，响应于所述恢复后的传感器信号以人可察觉的形式提供关于所述环境的信息；以及
用户控件，该用户控件被构造成待被安装在所述人工操作员区域中并且连接到所述无线通信模块，以产生控制所述传感器模块的操作的所述控制信号。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述传感器通信模块包括发送器，所述发送器通过响应于所述传感器信号调制功率线载体信号来产生所述功率线传感器信号。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述中间通信模块包括：接收器，该接收器接收并且解调所述功率线传感器信号以提供解调后的信号；以及发送器，该发送器通过响应于所述解调后的信号调制无线载体信号来产生所述对应的无线传感器信号。
11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述传感器通信模块将操作功率从所述交通工具功率总线提供到所述传感器模块。
12.一种提供关于交通工具附近的信息的方法，该方法包括：
在所述交通工具中，提供代表所述交通工具附近的环境状况的传感器信号；
经由所述交通工具中的功率线发送所述传感器信号；
接收经由所述功率线发送的所述传感器信号并且在所述交通工具中发送对应的无线传感器信号；
接收所述无线传感器信号并且恢复所述传感器信号；以及
以人可察觉的形式呈现恢复后的所述传感器信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述无线传感器信号以符合所述交通工具的辐射场发射标准要求的功率级发送。
14.根据权利要求12所述的方法，该方法还包括：
从用户控制装置接收控制信号；
无线发送所述控制信号；
接收无线发送的所述控制信号并且发送对应的功率线控制信号；
接收所述功率线控制信号并且恢复所述控制信号；以及
将恢复后的所述控制信号提供到所述传感器，以控制所述传感器的操作。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，接收所述无线传感器信号并且恢复所述传感器信号的步骤以及以人可察觉的形式呈现恢复后的所述传感器信号的步骤是在位于所述交通工具的内部和外部中的一者的位置发生的。
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