CN109903591B - 一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法及系统 - Google Patents

一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109903591B
CN109903591B CN201711308907.4A CN201711308907A CN109903591B CN 109903591 B CN109903591 B CN 109903591B CN 201711308907 A CN201711308907 A CN 201711308907A CN 109903591 B CN109903591 B CN 109903591B
Authority
CN
China
Prior art keywords
threshold value
collision threshold
flying
collision
aircraft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711308907.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109903591A (zh
Inventor
尹超
刘爽
孙萍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Aviation Electric Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Aviation Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Aviation Electric Co Ltd filed Critical Shanghai Aviation Electric Co Ltd
Priority to CN201711308907.4A priority Critical patent/CN109903591B/zh
Publication of CN109903591A publication Critical patent/CN109903591A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109903591B publication Critical patent/CN109903591B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

本发明公开一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法及系统，包含有以下步骤，步骤S1，从航空器的飞行管理系统内获取当前航空器的飞行状态数据；步骤S2，根据当前航空器的飞行状态数据，提供航空器在未来一段时间内做出横滚改平并以规定过载拉起的预测飞行轨迹；步骤S3，根据所建立的地形障碍物数据库，生成当前航空器所处区域内的地形安全包线；步骤S4，根据所建立的专家规则数据库，获取与当前航空器的飞行状态数据对应的防撞阈值；以及，步骤S5，比较预测飞行轨迹与地形安全包线，确定两者之间的最小距离，再参考防撞阈值，确定航空器的撞地风险。本发明优点：与自动近地防撞技术结合，为航空器提供近地防撞预警和机动规避。

Description

一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法及系统
技术领域
本发明涉及航空电子系统，特别地是，一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法及系统，可用于近地防撞系统、近地告警系统、地形提示与警告系统。
背景技术
近地防撞类系统(Auto Ground Collision Avoidance System，简称Auto GCAS)是提高航空器飞行安全性，减小可控飞行撞地事故(Controlled Flight Into Terrain，简称CFIT)的航空电子系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法。
为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法，按照一定间隔时间周期性地依次执行以下步骤，
步骤S1，从航空器的飞行管理系统内获取当前航空器的飞行状态数据；
步骤S2，根据当前航空器的飞行状态数据，提供航空器在未来一段时间内做出横滚改平并以规定过载拉起的预测飞行轨迹；
步骤S3，根据所建立的地形障碍物数据库，地形障碍物数据库内具有关于地形和/或障碍物的信息数据，生成当前航空器所处区域内的地形安全包线；
步骤S4，根据所建立的专家规则数据库，专家规则数据库内具有关于防撞阈值的专家规则，获取与当前航空器的飞行状态数据对应的防撞阈值；以及，
步骤S5，比较预测飞行轨迹与地形安全包线，确定两者之间的最小距离，再参考防撞阈值，确定航空器的撞地风险。
作为一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法的优选方案，飞行状态数据为下述之一或组合：升降速率、飞行离地高度、气压高度、空速、温度数据、经度、纬度、地速、航迹倾角、航迹偏角数据、俯仰角、滚转角、偏航角及其角速率、过载数据。
作为一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法的优选方案，还包含有，步骤S6，若有撞地风险，则告知航空器的飞行管理系统需作出规避机动。
作为一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法的优选方案，专家规则如下，
升降速率为负大，飞行离地高度为0，则防撞阈值为0；
升降速率为负大，飞行离地高度为低，则防撞阈值为大；
升降速率为负大，飞行离地高度为中，则防撞阈值为大；
升降速率为负大，飞行离地高度为高，则防撞阈值为中；
升降速率为负中，飞行离地高度为0，则防撞阈值为0；
升降速率为负中，飞行离地高度为低，则防撞阈值为大；
升降速率为负中，飞行离地高度为中，则防撞阈值为中；
升降速率为负中，飞行离地高度为高，则防撞阈值为小；
升降速率为负小，飞行离地高度为0，则防撞阈值为0；
升降速率为负小，飞行离地高度为低，则防撞阈值为中；
升降速率为负小，飞行离地高度为中，则防撞阈值为中；
升降速率为负小，飞行离地高度为高，则防撞阈值为小；
升降速率为0，飞行离地高度为0，则防撞阈值为0；
升降速率为0，飞行离地高度为低，则防撞阈值为0；
升降速率为0，飞行离地高度为中，则防撞阈值为0；
升降速率为0，飞行离地高度为高，则防撞阈值为0；
升降速率为正小，飞行离地高度为0，则防撞阈值为0；
升降速率为正小，飞行离地高度为低，则防撞阈值为大；
升降速率为正小，飞行离地高度为中，则防撞阈值为中；
升降速率为正小，飞行离地高度为高，则防撞阈值为中；
升降速率为正中，飞行离地高度为0，则防撞阈值为0；
升降速率为正中，飞行离地高度为低，则防撞阈值为大；
升降速率为正中，飞行离地高度为中，则防撞阈值为中；
升降速率为正中，飞行离地高度为高，则防撞阈值为小；
升降速率为正大，飞行离地高度为0，则防撞阈值为0；
升降速率为正大，飞行离地高度为低，则防撞阈值为中；
升降速率为正大，飞行离地高度为中，则防撞阈值为小；
升降速率为正大，飞行离地高度为高，则防撞阈值为小。
其中的离地，可以是按照地面，也可以是按照地形安全包线起算。
此外，本发明还提供一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估系统，包含有，航空电子装置，上述评估方法以软件的形式内置于航空电子装置中。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：与自动近地防撞技术结合，为航空器提供近地防撞预警和机动规避。其告警结果可通过听觉、视觉的方式告知飞行机组，也可激活飞行控制系统中预置的机动程序，操控飞行器规避碰撞危险。
除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果之外，本发明所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将结合附图作出进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明一实施例的流程图。
图2为本发明一实施例的工作原理图。图中：A点，飞机当前位置；B点， Auto GCAS自动拉起；1，地形包线；2，预测飞行轨迹；H，Auto GCAS安全距离；T，Auto GCAS响应时间；s，最小距离。
具体实施方式
下面通过具体的实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参见图1和2，图中示出的是一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法。按照一定间隔时间(例如，100ms)周期性地依次执行以下步骤：
步骤S1，从航空器的飞行管理系统内获取当前航空器的飞行状态数据。飞行状态数据可以有升降速率、飞行离地高度、气压高度、空速、温度数据、经度、纬度、地速、航迹倾角、航迹偏角数据、俯仰角、滚转角、偏航角及其角速率、过载数据。
步骤S2，根据当前航空器的飞行状态数据，提供航空器在未来一段时间内做出横滚改平并以规定过载拉起的预测飞行轨迹。
步骤S3，根据所建立的地形障碍物数据库，地形障碍物数据库内具有关于地形和/或障碍物的信息数据，生成当前航空器所处区域内的地形安全包线。
步骤S4，根据所建立的专家规则数据库，专家规则数据库内具有关于防撞阈值的专家规则，获取与当前航空器的飞行状态数据对应的防撞阈值。
Figure BDA0001502578360000051
防撞阈值是指“预测的飞行轨迹”与“地形包线”之间的最小距离，详见本文图2中的H，也就是Auto GCAS安全距离。
防撞阈值，也就是Auto GCAS安全距离。是叠加在地形包线之上。如果预测的飞行轨迹，与叠加了“防撞阈值”的地形包线相碰，随即就触发大机动规避动作。
步骤S5，比较预测飞行轨迹与地形安全包线，确定两者之间的最小距离，再参考防撞阈值，确定航空器的撞地风险。诸如，当升降速率为负大，飞行离地高度为中，则防撞阈值为大，表明航空器的撞地风险大。
步骤S6，若有撞地风险，则告知航空器的飞行管理系统需作出规避机动。此时，航空器的飞行管理系统将告警结果通过听觉、视觉的方式告知飞行机组成员。又或是，激活飞行控制系统中预置的机动程序，操控飞行器规避碰撞危险。
上述评估方法可以软件的形式内置于航空器上的航空电子装置，如近地告警设备、飞行控制系统、飞行管理系统等航电设备。不仅可用于民用机、战斗机，也可应用于攻击机、用于作战的无人机等。
以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但且不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法，其特征在于，按照一定间隔时间周期性地依次执行以下步骤，
步骤S1，从航空器的飞行管理系统内获取当前航空器的飞行状态数据；
步骤S2，根据当前航空器的飞行状态数据，提供航空器在未来一段时间内做出横滚改平并以规定过载拉起的预测飞行轨迹；
步骤S3，根据所建立的地形障碍物数据库，地形障碍物数据库内具有关于地形和/或障碍物的信息数据，生成当前航空器所处区域内的地形安全包线；
步骤S4，根据所建立的专家规则数据库，专家规则数据库内具有关于防撞阈值的专家规则，获取与当前航空器的飞行状态数据对应的防撞阈值；以及，
步骤S5，比较预测飞行轨迹与地形安全包线，确定两者之间的最小距离，再参考防撞阈值，确定航空器的撞地风险；
专家规则如下，
升降速率为负大，飞行离地高度为0，则防撞阈值为0；
升降速率为负大，飞行离地高度为低，则防撞阈值为大；
升降速率为负大，飞行离地高度为中，则防撞阈值为大；
升降速率为负大，飞行离地高度为高，则防撞阈值为中；
升降速率为负中，飞行离地高度为0，则防撞阈值为0；
升降速率为负中，飞行离地高度为低，则防撞阈值为大；
升降速率为负中，飞行离地高度为中，则防撞阈值为中；
升降速率为负中，飞行离地高度为高，则防撞阈值为小；
升降速率为负小，飞行离地高度为0，则防撞阈值为0；
升降速率为负小，飞行离地高度为低，则防撞阈值为中；
升降速率为负小，飞行离地高度为中，则防撞阈值为中；
升降速率为负小，飞行离地高度为高，则防撞阈值为小；
升降速率为0，飞行离地高度为0，则防撞阈值为0；
升降速率为0，飞行离地高度为低，则防撞阈值为0；
升降速率为0，飞行离地高度为中，则防撞阈值为0；
升降速率为0，飞行离地高度为高，则防撞阈值为0；
升降速率为正小，飞行离地高度为0，则防撞阈值为0；
升降速率为正小，飞行离地高度为低，则防撞阈值为大；
升降速率为正小，飞行离地高度为中，则防撞阈值为中；
升降速率为正小，飞行离地高度为高，则防撞阈值为中；
升降速率为正中，飞行离地高度为0，则防撞阈值为0；
升降速率为正中，飞行离地高度为低，则防撞阈值为大；
升降速率为正中，飞行离地高度为中，则防撞阈值为中；
升降速率为正中，飞行离地高度为高，则防撞阈值为小；
升降速率为正大，飞行离地高度为0，则防撞阈值为0；
升降速率为正大，飞行离地高度为低，则防撞阈值为中；
升降速率为正大，飞行离地高度为中，则防撞阈值为小；
升降速率为正大，飞行离地高度为高，则防撞阈值为小。
2.根据权利要求1所述的一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法，其特征在于，飞行状态数据为下述之一或组合：升降速率、飞行离地高度、气压高度、空速、温度数据、经度、纬度、地速、航迹倾角、航迹偏角数据、俯仰角、滚转角、偏航角及其角速率、过载数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法，其特征在于，还包含有，步骤S6，若有撞地风险，则告知航空器的飞行管理系统需作出规避机动。
4.一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估系统，其特征在于，包含有，航空电子装置，权利要求1至3中任意一项评估方法以软件的形式内置于航空电子装置中。
CN201711308907.4A 2017-12-11 2017-12-11 一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法及系统 Active CN109903591B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711308907.4A CN109903591B (zh) 2017-12-11 2017-12-11 一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711308907.4A CN109903591B (zh) 2017-12-11 2017-12-11 一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109903591A CN109903591A (zh) 2019-06-18
CN109903591B true CN109903591B (zh) 2023-01-06

Family

ID=66942362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711308907.4A Active CN109903591B (zh) 2017-12-11 2017-12-11 一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109903591B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205621313U (zh) * 2016-03-29 2016-10-05 西京学院 一种飞机空中防撞与近地告警的综合系统
CN106875757A (zh) * 2015-01-07 2017-06-20 江苏理工学院 基于4d航迹运行的用于飞行冲突预警的空中交通管制系统

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2728374A1 (fr) * 1994-12-15 1996-06-21 Aerospatiale Procede et dispositif pour fournir une information, alerte ou alarme pour un aeronef a proximite du sol
DE69606804T2 (de) * 1995-06-20 2000-06-15 Honeywell, Inc. Integriertes System zur Grundkollisionsvermeidung
EP1163534B1 (en) * 1999-03-25 2009-09-23 AlliedSignal Inc. Ground proximity warning system and method having a reduced set of input parameters
FR2864270B1 (fr) * 2003-12-19 2006-02-24 Thales Sa Dispositif avance d'anti-collision terrain
FR2878060B1 (fr) * 2004-11-15 2010-11-05 Airbus France Procede et dispositif d'alerte et d'evitement de terrain pour un aeronef
FR2986876B1 (fr) * 2012-02-15 2014-12-05 Airbus Detection d'anomalie de descente d'un aeronef
CN102737525B (zh) * 2012-06-28 2014-07-02 上海交通大学 一种直升机地形感知与告警系统告警包线生成方法
CN103019103B (zh) * 2012-12-04 2015-04-08 清华大学 定向凝固过程模糊控制变加热温度的仿真优化方法
CN103903481B (zh) * 2012-12-26 2018-01-16 上海航空电器有限公司 一种近地告警系统的阈值和包线设计方法
CN103413464B (zh) * 2013-08-22 2015-09-16 南京莱斯信息技术股份有限公司 一种地形感知和告警系统及其中告警计算与输出控制的方法
CN105427678B (zh) * 2015-12-02 2019-11-05 上海航空电器有限公司 基于高度和下降速度的直升机前视预测近地告警包线调制方法
CN106056979B (zh) * 2016-03-24 2018-08-03 南京航空航天大学 一种适用于直升机的防撞告警方法
CN105867397B (zh) * 2016-04-13 2018-08-07 中国计量学院 一种基于图像处理和模糊控制的无人机精确位置降落方法
CN106019987A (zh) * 2016-07-19 2016-10-12 四川九洲空管科技有限责任公司 一种三维交互式模拟航迹生成方法及系统
CN106530840B (zh) * 2016-12-21 2019-06-14 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 一种基于飞机实时性能的飞行撞地威胁规避方法
CN106909151A (zh) * 2017-01-22 2017-06-30 无锡卡尔曼导航技术有限公司 用于农机无人驾驶的路径规划及其控制方法
CN107071876B (zh) * 2017-04-11 2020-02-28 长春师范大学 一种采用两级模糊控制器的无线传感器网络功率控制方法
CN107248325A (zh) * 2017-07-02 2017-10-13 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 一种基于地形提示与警告系统的前视告警方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106875757A (zh) * 2015-01-07 2017-06-20 江苏理工学院 基于4d航迹运行的用于飞行冲突预警的空中交通管制系统
CN205621313U (zh) * 2016-03-29 2016-10-05 西京学院 一种飞机空中防撞与近地告警的综合系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN109903591A (zh) 2019-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4854727B2 (ja) 航空機用地上衝突回避方法およびシステム
US10930164B2 (en) Aircraft flight envelope protection and recovery autopilot
US7098810B2 (en) Aircraft autorecovery systems and methods
EP2674723A2 (en) Systems and methods for unmanned aircraft system collision avoidance
US11249494B2 (en) Systems and methods for sensing and avoiding external objects for aircraft
US7064680B2 (en) Aircraft terrain warning systems and methods
US9008870B2 (en) Display for terrain avoidance
CN109903592B (zh) 一种基于误差理论的高精度航空器自动近地防撞系统地形扫描方法
US9633567B1 (en) Ground collision avoidance system (iGCAS)
US7826971B2 (en) Method for reducing nuisance alarms for anti-collision with obstacles on aircraft
JP2021509096A (ja) 自律型無人航空機及びその制御方法
US10062293B2 (en) Safety system, a helicopter fitted with such a system, and a safety method seeking to avoid an undesirable event
US20180304993A1 (en) Emergency control of an aircraft
KR101483057B1 (ko) 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 방법
US10109207B2 (en) Method and device for an aircraft for handling potential collisions in air traffic
US11074823B2 (en) System for aiding the landing of an aircraft in a landing runway approach phase
KR20200116035A (ko) 무인 항공기 오프-사이트 랜딩 시스템
JP7154390B2 (ja) 航空機の自動回復を開始する前の使用可能時間
KR101483058B1 (ko) 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 시스템
EP4330787A1 (en) Multi-objective mission planning and execution for an unmanned aerial vehicle
CN108154715B (zh) 一种侧向碰撞监测方法
CN109903591B (zh) 一种基于专家规则的航空器自动近地碰撞评估方法及系统
EP1733285B1 (en) Aircraft autorecovery systems and methods
US20190276159A1 (en) Avionic system operator terminal flying an aircraft

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant