CN106571069A - 固定障碍物识别系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开固定障碍物识别系统。一种固定对象识别系统包括存储器和发射器。存储器具有存储在其中的障碍物数据，其包括与位于位置诸如机场处的多个固定障碍物中的每个相关联的多个参数。发射器与存储器可操作通信并且被配置成生成多个信号。信号中的每个与固定障碍物中的不同的一个相关联并且具有表示与固定障碍物相关联的多个参数的功率级。

Description

固定障碍物识别系统

技术领域

本发明一般涉及固定障碍物躲避，并且更特别地涉及固定障碍物识别系统。

背景技术

当在地面上时，飞行器驾驶员(aircraft pilot)经常操纵飞行器。这可以发生在地面操作期间，诸如当飞行器正在滑行、正被操纵前往或离开飞机库或者前往或离开航空集散站时。

地面上的固定障碍物如建筑物、栅栏、被束缚的障碍物和各种临时障碍物可以处于飞行器的路径中。这些障碍物可能通过驾驶员经由视线被检测到。然而，在许多实例中，由于飞行器的尺寸(例如，大翼扫描角、从座舱至翼尖的距离)和驾驶员的受限的视野，在地面操作期间可能难以监视飞行器的末端。作为结果，驾驶员可能无法检测到位于接近于飞行器之处的“盲点”中的障碍物。在许多情况下，驾驶员可能检测不到障碍物，直到太晚而无法采取校正动作。由于天气或时刻引起的低可见度也可能促使驾驶员未检测到障碍物。为了减轻这，许多飞行器包括有源传感器或摄像机或者以感测固定障碍物。

与固定障碍物的碰撞可能不仅损坏飞行器，而且可能使飞行器停止运行并且导致航班取消。与飞行器的修复和停飞相关联的成本可能是显著的。照此，固定障碍物的及时检测和躲避是需要被解决的重要问题。

因此，存在对于一种系统的需要，其不依赖飞行器安装的传感器或摄像机、空勤组人员来感测障碍物、或者来自每个固定障碍物的分离的个别的传输。本发明至少解决该需要。

发明内容

提供该概述以用简化的形式来描述选择的概念，其在具体实施方式中被进一步描述。该概述不旨在识别要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用作在确定要求保护的主题的范围方面的帮助。

在一个实施例中，固定对象识别系统包括存储器和发射器。存储器具有被存储在其中的障碍物数据，其包括与位于位置处的多个固定障碍物中每个相关联的多个参数。发射器与存储器可操作通信并且被配置成生成多个信号。信号中的每个与固定障碍物中的不同的一个相关联，并且具有表示与固定障碍物相关联的所述多个参数的功率级(powerlevel)。

在另一个实施例中，固定对象识别系统包括存储器、和ADS-B发射器和广播天线。存储器具有被存储在其中的障碍物数据，其包括与位于机场处的多个固定障碍物中每个相关联的多个参数。ADS-B发射器与存储器可操作通信并且被配置成生成多个经合成的ADS-B数据包。每个经合成的ADS-B数据包与固定障碍物中的不同的一个相关联，并且具有表示与固定障碍物相关联的所述多个参数的功率级。广播天线与发射器可操作通信以接收和发射由发射器生成的经合成的ADS-B数据包中的每个。

在还有另一个实施例中，固定对象识别系统包括存储器、发射器、广播天线和具有被设置在其中的接收器的飞行器。存储器具有被存储在其中的障碍物数据，其包括与位于机场处的多个固定障碍物中每个相关联的多个参数。发射器与存储器可操作通信并且被配置成生成多个信号。信号中的每个与固定障碍物中的不同的一个相关联，并且具有表示与固定障碍物相关联的所述多个参数的功率级。广播天线与发射器可操作通信以接收和发射由发射器生成的信号中的每个。接收器当在广播天线范围内时是可操作的以接收由天线发射的信号中的每个，并且被配置成在接收到其时确定至少在机场处的固定障碍物中的每个的位置。

此外，固定对象识别系统的其他期望的特征和特性将从连同附图和前述背景一起进行的随后的具体实施方式和所附权利要求变得显而易见。

附图说明

将在下文中连同下面的图形一起描述本发明，其中同样的数字表示同样的元件，并且其中：

图1描绘固定对象识别系统的一个实施例的功能框图；以及

图2描绘带有标记用来帮助图解图1的系统的功能的机场顶视图的表示。

具体实施方式

下面的具体实施方式本质上仅仅是示例性的，并且不旨在限制本发明或者本发明的应用和用途。如在本文中使用的，词“示例性”意味着“用作示例、实例或例证”。因此，在本文中被描述为“示例性”的任何实施例未必被解释为比起其他实施例来是优选的或有利的。在本文中描述的所有实施例是被提供以使本领域技术人员能够制造或使用本发明的示例性实施例，并且不限制由权利要求限定的本发明的范围。此外，不旨在受在前述技术领域、背景技术、发明内容或下面的具体实施方式中呈现的任何明示的或暗示的理论约束。

首先参考图1，固定对象识别系统的一个实施例的功能框图被描绘并且包括存储器102、发射器104和广播天线106。可以使用许多类型的非暂时性存储器设备中的任何一种来实现存储器102，并且其可以与发射器104分离或者作为发射器104的部分来实现。在描绘的实施例中，存储器102在发射器104之内被实现，并且具有被存储在其中的障碍物数据108。障碍物数据108包括与多个固定障碍物中的每个相关联的多个参数。在一些实施例中，固定障碍物可以位于机场。这些参数可以变化并且可以包括障碍物类型、障碍物几何尺寸、障碍物高度和从发射器104到障碍物的距离(仅列举一些)中的一个或多个。

发射器104与存储器102可操作通信，并且被配置成生成多个信号110(例如，110-1、110-2、110-3……110-N)并且将信号110供应至广播天线106。与发射器104可操作通信的广播天线106接收并发射由发射器104生成的信号110中的每个。将领会到，广播天线106可以作为发射器104的部分被集成设置，或者它可以被与其分离设置，并且优选地被实现为全向辐射型天线。无论如何，发射器104生成的信号110中的每个与固定障碍物中的不同的一个相关联。此外，每个信号110被生成具有功率级，其表示与固定障碍物相关联的多个参数。优选地，发射器104被配置成生成每个信号110作为数据包。在一个特定实施例中，发射器104被配置为ADS-B发射器，并且每个数据包是经合成的ADS-B包。

如图1也描绘的，系统100至少在一些实施例中可以包括一个或多个系统控制器112。每个系统控制器112，如果被包括的话，被远离发射器104和存储器102设置。如在本文中使用的，术语远离涵盖位于相同位置或位于不同位置。将领会到，一个或多个系统控制器112可以经由许多无线网络、有线网络、因特网或诸如此类或其各种组合中的任一个来与存储器102和/或发射器104可操作通信。

每个系统控制器112被配置成至少选择性地发射障碍物数据108给存储器102。如可以被领会到的，在位置处的一些固定对象可以被移除，或者位置可以具有被添加到其的固定对象。在这样的实例中，障碍物数据108将优选地被更新。这样的更新可以以设置的周期性和/或响应于例如从发射器104供应给系统控制器112的请求而被自动进行。每个系统控制器112也可以被配置成在发射器104中的一个或多个上运行各种诊断程序。

如可以被领会到的，由发射器104和广播天线106生成和发射的信号110对于经适当装备的飞行器是有用的。特别地，并且如图1对于具有被设置在其中的接收器116的飞行器114进一步描绘的，所述接收器116当在广播天线106的范围内时是可操作的以接收经发射的信号110中的每个，并且被配置成在接收到信号110时确定至少在机场处的固定障碍物中的每个的位置。在一些实施例中，接收器116可以是用于实现该功能的专用接收器116。在其他实施例中，诸如当发射器104被配置成生成经合成的ADS-B包时，接收器116可以是ADS-B接收器。如一般已知的，ADS-B接收器被包括在许多飞行器中，并容易被配置成接收经合成的ADS-B包。

为图解如何可以在一个示例位置(诸如，机场)处实现以上描述的系统，应该参考图2，其描绘示例机场200的顶视图的表示。示例机场200包括各种跑道202和滑行道204。机场200还包括各种固定障碍物，其中的一些被设置在跑道202和滑行道204附近。在所描绘的机场200中，这些固定障碍物包括塔206-1、第一建筑物206-2、第二建筑物206-3、栅栏206-4和一对临时障碍物206-5、206-6。

注意到，所描绘的机场200装备有两个发射器104(并且因此装备有两个分离的、未图解的存储器102和两个分离的、未图解的广播天线106)。固定障碍物的不同子集与不同发射器中的每个相关联。将领会到的是，这仅仅是示例性的描绘的机场200，并且根据需要或期望，其他机场可以被装备有唯一的单个发射器104或者被装备有三个或更多发射器104。

不管在机场200处发射器104的数量，图2还描绘由每个发射器104生成的经发射的信号110(例如，110-1、110-2、110-3)中的每个的不同广播功率208(例如，208-1、208-2、208-3)。如以上指出的，每个经发射的信号110的广播功率208随各种参数诸如障碍物类型、障碍物几何尺寸、障碍物高度和从发射器104到障碍物的距离而变化。该后一个参数，从发射器104到障碍物的距离，在图2中被清楚地图解。应该指出的是，使广播功率208变化，并且由此限制经发射的信号110的传输距离，也减少传输频率上的杂波。

在本文中描述的系统提供固定障碍物的及时检测和躲避，并且不依赖飞行器安装的传感器或摄像机、空勤组人员来感测障碍物、或者来自每个固定障碍物的分离的个别的传输。

本领域技术人员将领会到，与在本文中公开的实施例有关描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件，计算机软件，或两者的组合。以上在功能和/或逻辑块组件(或模块)以及各种处理步骤方面描述实施例和实现中的一些。然而，应该领会到，这样的块组件(或模块)可以由被配置成执行规定的功能的任何数量的硬件、软件和/或固件组件来实现。为清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，以上一般在其功能方面已描述各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。这样的功能被实现为硬件还是软件取决于被施加于总系统上的设计约束和特定应用。针对每个特定应用，熟练的技工可以以变化的方式来实现所描述的功能，但是这样的实现决策不应该被解释为导致偏离本发明的范围。例如，系统或组件的实施例可以应用各种集成电路组件，即存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表，其可以在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下实现各种功能。此外，本领域技术人员将领会到在本文中描述的实施例仅仅是示例性实现。

与在本文中公开的实施例有关描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以用被设计成执行在本文中描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑设备、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但是可替代地，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，即DSP与微处理器、多个微处理器、连同DSP核一起的一个或多个微处理器的组合或者任何其他这样的配置。

在该文档中，相关性(relational)术语诸如第一和第二等等可以被单独使用以把一个实体或动作与另一个实体或动作区别开，而未必要求或暗示在这样的实体或动作之间的任何实际的这样的关系或次序。数字序数诸如“第一”、“第二”、“第三”等仅仅表示多个中的不同的单体并且不暗示任何次序或顺序，除非由权利要求语言明确地限定。在权利要求中的任一项中的文本的顺序不暗示过程步骤必须根据这样的顺序以时间或逻辑次序来执行，除非其由权利要求的语言明确地限定。过程步骤可以以任何次序互换而不脱离本发明的范围，只要这样的互换不同权利要求语言相矛盾并且不是逻辑上无意义的。

此外，取决于上下文，用于描述在不同元件之间的关系的词诸如“连接”或“被耦合到”不暗示必须在这些元件之间进行直接的物理连接。例如，两个元件可以通过一个或多个附加的元件在物理上、以电子学方法、在逻辑上或以任何其他方式被连接到彼此。

虽然至少一个示例性实施例已在本发明的上述具体实施方式中被呈现，但是应该领会到，存在大量变化。还应该领会到，一个或多个示例性实施例仅仅是示例，并且不旨在以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反，上述具体实施方式将为本领域的技术人员提供用于实现本发明的示例性实施例的方便的指南(road map)。理解的是，可以在被描述在示例性实施例中的元件的功能和布置中进行各种改变而不脱离如在所附权利要求中阐述的本发明的范围。

Claims (7)

1.一种固定对象识别系统，包括：

存储器，其具有被存储在其中的障碍物数据，所述障碍物数据包括与位于位置处的多个固定障碍物中每个相关联的多个参数；和

发射器，其与所述存储器可操作通信并且被配置成生成多个信号，信号中的每个(i)与固定障碍物中的不同的一个相关联并且(ii)具有表示与固定障碍物相关联的所述多个参数的功率级。

2.权利要求1所述的系统，还包括：

广播天线，其与发射器可操作通信以发射由发射器生成的信号中的每个。

3.权利要求1所述的系统，其中所述多个参数包括障碍物类型、障碍物几何尺寸、障碍物高度和从发射器到障碍物的距离中的一个或多个。

4.权利要求3所述的系统，其中障碍物类型包括点类型、群类型和线类型。

5.权利要求1所述的系统，其中发射器被配置成将每个信号作为数据包发射。

6.权利要求5所述的系统，其中：

发射器被配置为ADS-B发射器；并且

每个数据包是经合成的ADS-B包。

7.权利要求1所述的系统，还包括：

被远离发射器和存储器设置的系统控制器，所述系统控制器被配置成至少选择性地将障碍物数据发射到存储器。