CN109375649B - 用于控制飞行器的方法和系统 - Google Patents

Abstract

为改进飞行器的控制，本发明公开了一种用于控制飞行器的方法，包括：接确定建议操作指令集；向所述飞行器的操作人员呈现所确定的建议操作指令集，以供所述操作人员选择或确认；以及在接收到所述操作人员的选择或确认之后，自动执行所述建议操作指令集。本发明还公开了相应的系统、计算机可读存储介质以及飞行器。本发明能够减少操作人员的工作量，并保留操作人员的超控权限。

Description

用于控制飞行器的方法和系统

技术领域

本发明涉及飞行器，尤其涉及用于控制飞行器的方法和系统。

背景技术

传统上，飞行器，尤其是载人飞行器，由操作人员(例如飞行器驾驶员)手动控制。然而，操作人员不仅通常花费巨大，而且易于犯错。另一方面，在诸如无人飞行器等另外的飞行器中，实现了全自动驾驶技术，然而全自动驾驶技术通常不允许操作人员根据飞行器的状态依据自己的专业知识来控制飞行器。

目前已经出现一些辅助控制技术，例如电子检查单系统。在飞行器上安装了电子检查单系统，操作人员可对照电子检查单中的条目去操作飞行器的各控制元件，以实现对飞行器的控制。然而电子检查单始终通常只提供对操作人员的操作引导，而无法自动执行控制操作以减少操作人员所执行的操作。因此，现有技术中存在对飞行器的控制进行改进的需要。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了能够改进飞行器的控制的技术方案。

本发明通过以下技术方案来实现其上述目的。

在本发明的一个方面中，公开了一种一种用于控制飞行器的方法，包括：接收关于所述飞行器的状态信息；根据场景化的飞行器控制策略，至少部分基于所述状态信息确定建议操作指令集；向所述飞行器的操作人员呈现所确定的建议操作指令集，以供所述操作人员确认；以及在接收到所述操作人员的确认之后，自动执行所述建议操作指令集。

优选地，所述状态信息的至少一部分是通过所述飞行器的传感器收集的。

优选地，所述场景化的飞行器控制策略对应于与所述飞行器的状态信息和/或将要对所述飞行器执行的操作相关的指令集。

优选地，执行所述建议操作指令集包括向超控模块提供所述建议操作指令集，以供所述超控模块执行。

优选地，所述超控模块进一步被配置为从操作人员接收控制指令，并且当从操作人员接收的控制指令与所述建议操作指令集矛盾时，执行从操作人员接收的控制指令。

在本发明的另一方面中，公开了一种用于控制飞行器的系统，包括：状态收集模块，所述状态收集模块收集关于所述飞行器的状态信息；综合控制模块，所述综合控制模块根据场景化的飞行器控制策略，至少部分基于所述状态信息确定建议操作指令集；输入输出模块，所述输入输出模块向所述飞行器的操作人员呈现所确定的建议操作指令集，以供所述操作人员确认；以及执行模块，所述执行模块自动执行经操作人员确认的建议操作指令集。

在本发明的又一方面中，公开了一种存储指令的计算机可读存储介质，所述指令当被计算机执行时，使所述计算机执行上述方法。

在本发明的再一方面中，公开了一种计算机系统，所述计算机系统包括用于执行上述方法的装置。

在本发明的另一方面中，还公开了一种用于执行上述方法或包括上述系统的飞行器。

与现有技术相比，本发明可具有如下有益效果：

本发明能够辅助飞行器的操作人员控制飞行器，极大地减少了操作人员的工作量，提升了操作效率。

本发明在允许对飞行器进行自动化控制的情况下，保留操作人员的超控权限，从而提供了更大的灵活度。

当然，实施本申请的任一技术方案无需同时达到所有上述技术效果。

附图说明

本发明的以上发明内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。

图1是示出根据本发明的实施例的用于控制飞行器的系统的框图。

图2是示出根据本发明的实施例的用于控制飞行器的方法的流程图。

具体实施方式

以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

为了减少操作人员的工作量，提升操作效率，本发明提供了能够基于飞行器的状态，根据场景化的飞行器控制策略来向操作人员提供建议操作指令集的方法、系统、计算机可读介质和装置。

本申请中所称的飞行器包括但不限于航空飞行器和航天飞行器等。航空飞行器可包括诸如飞机等固定翼飞行器和诸如直升机等非固定翼飞行器等。航天飞行器可包括载人飞船和航天飞机等。优选地，本发明的飞行器是载人飞行器。通常而言，本申请涉及需要操作人员控制的飞行器。

用于控制飞行器的系统

参见附图1，其中示出了根据本发明的实施例的用于控制飞行器的系统100的框图。系统100包括状态收集模块102、综合控制模块104、输入输出模块106和执行模块108。

状态收集模块102用于收集关于飞行器的状态信息。所述状态信息可包括飞行器本身的状态，包括但不限于飞行器的发动机的各项参数、飞行器内的气压状况、飞行器的飞行速度和飞行高度。所述状态信息还可包括但不限于：飞行器内电源汇流条、气源管路、液压源管路的通断、飞行控制系统舵面的位置、起落架的位置、飞行器高度、温度、湿度等的设置)。所述状态信息还可包括与所述飞行器有关的外部信息，包括天气状况、飞行器将要降落的机场情况等。所述外部信息还可包括但不限于：风速风向、外界温度、是否结冰气象、空域环境、着陆标高、着陆场长、道面情况等。为便于讨论，在本文中将所述外部信息也称为关于飞行器的状态信息。

状态收集模块102可包括多个传感器(图中未示出)。例如，可包括高度传感器，其用于感测飞行器的飞行高度；飞行速度传感器，其用于感测飞行器的飞行速度。还可包括压强传感器，其用于感测飞行器内部的压强。所述传感器是本领域中公知的，在此不详细描述。

所述外部信息例如可从卫星、飞机场的管理中心等外部机构接收，也可由该飞行器的传感器感测，例如该飞行器外的气温可由该飞行器外部的温度传感器感测。

状态收集模块102还可从飞行器的各子系统(图中未示出)收集状态信息，例如各种参数信息。例如，状态收集模块102可从发动机子系统收集关于发动机转速的信息，从空调子系统收集关于温度设定的信息等等。这些子信息可以不是通过传感器收集而是各子系统本身知晓的信息。

优选地，状态收集模块102可从各子系统监视模块收集状态信息。例如，一个或多个子系统可包括子系统监视模块，所述子系统监视模块可收集子系统状态信息(例如从传感器收集子系统状态信息)，根据子系统状态信息对该子系统的当前状态做出判断，并且在需要时将其状态信息输出至状态收集模块102。在此情况下，一些传感器可将其感测的状态信息传送至相应的子系统监视模块并由子系统监视模块进行判断，也可直接传送至综合处理模块以供处理。

在一些示例中，系统100可包括独立的飞行器监视模块。该飞行器监视模块可接收来自多个传感器和/或多个子系统的状态信息，对接收的状态信息进行处理并判断出飞行器的飞行器状态信息，并在需要时将飞行器状态信息传送至综合控制模块104以供处理。与仅监视单个子系统的子系统监视模块不同，飞行器监视模块可基于从多个传感器和/或/子系统的状态信息对飞行器的状态信息进行综合判断，从而得到更加准确有效的结果。

综合控制模块104从传感器、子系统监视模块和飞行器监视模块中的一者或多者接收关于飞行器的状态信息。综合控制模块104基于所述状态信息，根据场景化的飞行器管理策略，确定建议操作指令集。

在一些示例中，系统100可包括任务指令库110。所述任务指令库110可被存储在存储器中。所述任务指令库110可被包括在综合控制模块104内，也可位于综合控制模块104外。所述任务指令库110定义了场景化的飞行器控制策略。在本申请中，场景化的飞行器控制策略是指在特定场景下需要执行的指令集，其中所述特定场景至少部分取决于所述飞行器的状态信息和/或要对所述飞行器执行的操作。在一个示例中，当综合控制模块104确定所述飞行器的左侧发动机出现故障时，所述飞行器处于“发动机故障场景”，此时所述场景化的飞行器控制策略包括在该特定场景下要执行的指令集，比如与启动备用发动机或准备迫降等相关的指令集。在另一示例中，当要对所述飞行器执行起飞(或降落)操作时，则所述飞行器处于“起飞场景”(或“降落场景”)，比如与起飞(或降落)相关的指令集。

所述综合控制模块104还可通过数据链从所述飞行器外部接收建议操作指令集。例如，所述综合控制模块104可从运控中心等外部资源接收建议操作指令集。通过这种方式，在所述飞行器本身因各种原因无法提供建议操作指令集的情况下，运控中心的管理人员可通过数据链等手段向飞行器传送建议操作指令集，以控制飞行器的操作。

在所述综合控制模块104确定建议操作指令集后，所述综合控制模块104可向操作人员呈现所确定的建议操作指令集，以供所述操作人员确认或选择。例如，所述综合控制模块104可通过输入输出模块106来向操作人员呈现建议操作指令集。在一个示例中，所述输入输出模块106106可包括例如键盘、触摸屏、按钮、操纵杆、话筒等输入装置以及例如显示器、扬声器等输出装置。向操作人员呈现建议操作指令集可包括将建议操作指令集显示在显示器上。或者，向操作人员呈现建议操作指令集还可包括以语音形式将建议操作指令集通知给操作人员。

操作人员可通过例如键盘/触摸屏等输入装置确认或选择所述建议操作指令集。或者，操作人员可借助话筒通过语音输入来确认或选择建议操作指令集。优选地，在操作人员拒绝全部所述建议操作指令集时，综合控制模块104可提供备选操作程序，以供操作人员确认或选择。在操作人员拒绝全部所述建议操作指令集的情况下，操作人员还可通过输入输出模块106来向综合控制模块104输入控制指令集。

还构想了其它向操作人员呈现建议操作指令集以及从操作人员接收确认或选择指令的方式。

所述综合控制模块104在经由所述输入输出模块106接收到操作人员的确认后，可将所述建议操作指令集传送至执行模块108以供执行。如果从操作人员接收到选择指令并接收到替代操作程序或其它控制指令集，则将相应操作程序或指令集传送至执行模块108以供执行。

执行模块108在接收到来自综合控制模块104的建议操作指令集之后自动执行所述建议操作指令集。可以理解，执行模块108可包括分别在各子系统中的多个执行模块。在一个示例中，执行模块108可将建议操作指令集中包括的指令集传送至各子系统的相应执行模块以供执行。

通过上述系统，本发明能够基于场景来向操作人员提供建议操作指令集以供操作人员选择，并在操作人员确认后自动执行相应的指令集，从而极大地减少了操作人员的工作量，提高了执行效率，同时保留了操作人员的控制权。

优选地，系统100还包括超控模块。在一些示例中，综合控制模块104不是直接向各执行模块108传送指令，而是可以将指令传送至超控模块，由超控模块将指令传送至执行模块108以供执行。

超控模块也可接收来自操作人员的控制指令。在此情况下，通常，来自操作人员的控制指令将具有比来自综合控制模块104的指令更高的优先级。从而，当从操作人员接收的控制指令与所述建议操作指令集矛盾时，将从操作人员接收的控制指令传送给执行模块108以供执行。

通过采用上述超控模块，本发明进一步提高了对飞行器的控制的灵活性。

优选地，系统100还包括告警信息模块。告警信息模块可接收综合控制模块104或飞行器监视模块传送的告警信息，并向操作人员呈现告警信息。告警信息的呈现例如可通过在显示器上显示告警信息，通过扬声器播放告警信息等来执行。

用于控制飞行器的方法

参见附图2，其中示出了根据本发明的实施例的用于控制飞行器的方法200的流程图。

该方法可包括在步骤202，确定建议操作指令集。优选地，所述步骤202还可包括接收关于所述飞行器的状态信息。优选地，所述状态信息的至少一部分是通过所述飞行器的传感器收集的。所述状态信息还可包括与所述飞行器有关的外部信息。所述状态信息的至少一部分还可以是从飞行器的子系统监视模块收集的。所述状态信息的至少一部分还可以是从飞行器的飞行器监视模块收集的。

所述步骤202还可包括从任务指令库110接收场景化的飞行器控制策略的步骤。所述场景化的飞行器控制策略对应于与所述飞行器的状态信息和/或将要对所述飞行器执行的操作相关的指令集。

替代地，所述步骤202可包括通过数据链从所述飞行器外部接收所述建议操作指令集。

该方法还可包括在步骤204，向所述飞行器的操作人员呈现所确定的建议操作指令集，以供所述操作人员确认或选择。所述步骤204可通过将所述建议操作指令集显示在显示器上以供操作人员确认或选择来实现。在一个示例中，所述步骤204还可包括接收操作人员的确认或选择指令。在又一个示例中，所述步骤206还可包括向操作人员呈现备选操作程序，以供操作人员确认或选择。在另一个示例中，所述步骤206还可包括接收由操作人员输入的指令集。

该方法还可包括在步骤206，在接收到所述操作人员的确认之后，自动执行所述建议操作指令集。所述步骤206可包括由综合控制模块104将建议操作指令集传送至执行模块108来执行。执行模块108在接收到来自综合控制模块104的建议操作指令集之后自动执行所述建议操作指令集。

优选地，该方法还可包括将建议操作指令集传送给超控模块。超控模块可接收该建议操作指令集并将其传送至执行模块108以供执行。在一个示例中，超控模块可接收来自操作人员的控制指令。当从操作人员接收的控制指令与所述建议操作指令集矛盾时，将从操作人员接收的控制指令传送给执行模块108以供执行。

此外，本申请还公开了一种系统，该系统包括存储器；通信接口；和处理器，与所述存储器和通信接口通信地连接，所述处理器操作以实现本文所述的各实施例的方法。

而且，本申请还公开了一种包括存储于其上的计算机可执行指令的计算机可读存储介质，所述计算机可执行指令在被处理器执行时使得所述处理器执行本文所述的各实施例的方法。

另外，本申请还公开了一种用于执行上述方法或包括上述系统的飞行器。

本发明的一些实施例能够辅助飞行器的操作人员控制飞行器，极大地减少了操作人员的工作量，提升了操作效率。本发明的一些优选实施例在允许对飞行器进行自动化控制的情况下，保留操作人员的超控权限，从而提供了更大的灵活度。

可以理解，根据本发明的各实施例的方法可以用软件、固件或其组合来实现。

应该理解，所公开的方法中各步骤的具体次序或阶层是示例性过程的解说。基于设计偏好，应该理解，可以重新编排这些方法中各步骤的具体次序或阶层。所附方法权利要求以样本次序呈现各种步骤的要素，且并不意味着被限定于所呈现的具体次序或阶层，除非在本文中有特别叙述。

应该理解，本文用单数形式描述或者在附图中仅显示一个的元件并不代表将该元件的数量限于一个。此外，本文中被描述或示出为分开的模块或元件可被组合为单个模块或元件，且本文中被描述或示出为单个的模块或元件可被拆分为多个模块或元件。

还应理解，本文采用的术语和表述方式只是用于描述，本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。

同样，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (14)

1.一种用于控制飞行器的方法，包括：

确定建议操作指令集，其中确定建议操作指令集包括：

接收关于所述飞行器的状态信息；以及

根据场景化的飞行器控制策略，至少部分基于所述状态信息来确定所述建议操作指令集；

向所述飞行器的操作人员呈现所确定的建议操作指令集，以供所述操作人员选择或确认；以及

在接收到所述操作人员的选择或确认之后，自动执行所述建议操作指令集。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定建议操作指令集还包括：

通过数据链从所述飞行器外部接收所述建议操作指令集。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态信息的至少一部分是通过所述飞行器的传感器收集的。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述场景化的飞行器控制策略对应于与所述飞行器的状态信息和/或将要对所述飞行器执行的操作相关的指令集。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，执行所述建议操作指令集包括向执行模块提供所述建议操作指令集以供所述执行模块执行。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，执行所述建议操作指令集包括向超控模块提供所述建议操作指令集，所述超控模块进一步被配置为从操作人员接收控制指令，并且当从操作人员接收到的控制指令与所述建议操作指令集矛盾时，由所述超控模块向所述执行模块提供所述控制指令以供所述执行模块执行。

7.一种用于控制飞行器的系统，包括：

综合控制模块，所述综合控制模块确定建议操作指令集；

状态收集模块，所述状态收集模块收集关于所述飞行器的状态信息，其中所述综合控制模块根据场景化的飞行器控制策略，至少部分基于所述状态信息确定所述建议操作指令集；

输入输出模块，所述输入输出模块向所述飞行器的操作人员呈现所确定的建议操作指令集，以供所述操作人员确认；

执行模块，所述执行模块自动执行经操作人员确认的建议操作指令集。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述综合控制模块通过数据链从所述飞行器外部接收所述建议操作指令集。

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述状态收集模块包括所述飞行器的传感器。

10.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述场景化的飞行器控制策略对应于与所述飞行器的状态和/或将要对所述飞行器执行的操作相关的控制指令。

11.如权利要求7所述的系统，其特征在于，进一步包括超控模块，所述超控模块被配置为还从操作人员接收控制指令，并且当从操作人员接收的控制指令与所述建议操作指令集矛盾时，向所述执行模块提供所述控制指令以供所述执行模块执行。

12.一种存储指令的计算机可读存储介质，所述指令当被计算机执行时，使所述计算机执行如权利要求1-6中任一项所述的方法。

13.一种计算机系统，包括用于执行如权利要求1-6中任一项所述的方法的装置。

14.一种飞行器，包括用于执行如权利要求7-11中任一项所述的系统。

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