DE10393592T5

DE10393592T5 - Gefahrenabwehrsystem

Info

Publication number: DE10393592T5
Application number: DE10393592T
Authority: DE
Inventors: Bradley F. Huron Blackwell; Scott Bend Philiben
Original assignee: PRECISE FLIGHTS Inc; Precise Flights Inc Bend; US Department of Agriculture USDA
Current assignee: PRECISE FLIGHTS Inc; Precise Flights Inc Bend; US Department of Agriculture USDA
Priority date: 2002-11-01
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2005-11-03
Also published as: AU2003284370A8; WO2004042672A3; WO2004042672A2; US20030090391A1; AU2003284370A1; US6940424B2

Abstract

Gefahrenabwehrsystem für ein Fahrzeug, umfassend:
(a) ein Licht, das außen am Fahrzeug angebracht ist, und
(b) ein Datenverarbeitungssystem, das geeignet ist, eine Gefahr zu erkennen und in Reaktion auf die Erkennung der Gefahr das Licht gezielt leuchten zu lassen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Gefahrenabwehrsystem sowie insbesondere ein System zur Warnung und Abschreckung von Tieren, die eine Fahrzeugkollision hervorrufen können.
Kollisionen zwischen Vögeln und Flugzeugen treten überall dort auf, wo beide den selben Luftraum nutzen. In 2001 wurde über mehr als 5700 Vogelkollisionen oder -schläge mit U.S.-Zivilluftfahrzeugen berichtet, und es wird angenommen, dass über 80% der Vogelschläge nicht berichtet wird. Die Folgen einer Kollision zwischen einem Flugzeug und einem Tier hängen teilweise von der Größe des Flugzeuges und des Tieres, der Anzahl der getroffenen Tiere und der Stelle, an der das Flugzeug getroffen wurde, ab. Jedoch bedeutet eine Kollision zwischen einem Flugzeug und einem Tier eine ernsthafte Gefahr für das Flugzeug, und seit 1995 sind weltweit mehr als 130 Menschen aufgrund einer Kollision zwischen Vögeln und einem Flugzeug ums Leben gekommen. Die jährlichen Kosten für die U.S.-Zivilluftfahrt für Kollisionen zwischen Vögeln und Flugzeugen werden auf 400 Millionen Dollar pro Jahr geschätzt.
Während Vogelschläge die größte Tierkollisionsgefahr für Flugzeuge sind, stellen auch Säugetiere eine signifikante Bedrohung dar. Zum Beispiel stellen an manchen Orten Fledermäuse eine signifikante Gefahr während des Fluges dar. Über Kollisionen zwischen Flugzeugen und Kojoten, Karibus und Elchen ist berichtet worden, und zwischen 1990 und 2003 wurde in den U.S. über mehr als 500 Kollisionen zwischen Rotwild und zivilen Flugzeugen berichtet.
Verschiedene Verfahren werden angewandt, um die Gefahr einer Tierkollision mit Flugzeugen zu reduzieren. Da die meisten Vögel in niedrigen Höhen fliegen, üblicherweise weniger als einige hundert Fuß, ereignen sich ungefähr 80% der Vogelschläge bei zivilen Flugzeugen während Start und Landung. Gleichfalls gefährden auch flugunfähige Tiere ein Flugzeug während des Rollvorgangs, dem Start und der Landung. Demzufolge werden auf Flughäfen verschiedene Maßnahmen unternommen, um Tiere zu vertreiben oder auf andere Weise in Schach zu halten. Typischerweise sehen diese Maßnahmen eine selektive Jagd auf problematische Arten und nicht-tödliche Verfahren mittels Schreckgeräuschen oder -bildern vor. In vielen Fällen jedoch ist die problematische Art eine geschützte Art, so dass eine Jagd illegal ist. Nicht-tödliche Maßnahmen lassen sich manchmal erfolgreich anwenden, um kurzzeitig vorüberziehende Arten unter Kontrolle zu halten, aber normalerweise ist die Wirksamkeit dieser Maßnahmen nur kurz. Eine Lebensraumveränderung, um den Tieren Nahrung, Unterschlupf, Lebensraum und Wasser auf dem Flughafen zu entziehen, ist langfristig die bessere Lösung für eine Verringerung jener Tierpopulation, die sich den Raum mit rollenden, startenden und landenden Flugzeugen teilt.
Wenn auch das Kollisionsrisiko für ein Flugzeug während des Rollens, Startens und Landens durch verschiedene Maßnahmen, die das Flughafen-Umfeld verändern, reduziert werden kann, sind diese Maßnahmen nur begrenzt wirksam und auf einen räumlichen Bereich beschränkt. Obgleich Kollisionen während des Steigflugs, Reiseflugs und Sinkflugs weniger wahrscheinlich sind, sind diese jedoch gefährlicher, weil an ihnen häufig große Gleitvögel oder ziehende Schwärme von Wasservögeln beteiligt sind. Um die Gefahr von Kollisionen zwischen Tieren und einem Flugzeug während des Fluges weiter zu reduzieren, sind Systeme bei einem Flugzeug angebracht worden, um die Crew vor dem Auftreten von Vögeln zu warnen und die Vögel dazu zu bewegen, die Bahn des Flugzeugs zu meiden. Zum Beispiel beschreibt Steffen, U.S.-Patent Nr. 4,763,907, eine Vorrichtung zur Vermeidung von Vogelkollisionen mit einer Vielzahl von Lichtern, die mit einer kontinuierlich variierenden Frequenz blinken. Es konnte gezeigt werden, dass ein Anstieg der Blinkfrequenz bei einigen Vögeln effektiver ist, um eine Fluchtreaktion auszulösen, und die Erhöhung der Blinkfrequenz von zwei separaten Lichtquellen lässt den Eindruck entstehen, das Fahrzeug bewege sich sehr nahe mit hoher Geschwindigkeit, was die Notwendigkeit der Fluchtreaktion erhöht. Eine Mikroprozessor-basierte Steuerung für die Blinklichter ermöglicht die Speicherung einer Vielzahl von Blinkfrequenzen und -zyklen, die es der Flugzeug-Crew erlauben, eines der Blinklichtprogramme auszuwählen, das der Geschwindigkeit des Flugzeugs entspricht, wenn eine Kollisionsgefahr erwartet wird.
Ein Kollisionsabwehrsystem, das eine Vielzahl von Blinklichtmustern aktivieren kann, bietet eine Möglichkeit, effektiver auf eine Gefahr zu reagieren. Allerdings muss die Flugzeug-Crew die Gefahr für das Flugzeug lokalisieren und identifizieren und ein Blinklichtmuster auswählen, mit dem reagiert werden soll, oftmals während sie mit Aufgaben bezüglich Start und Landung befasst ist. Alternativ hierzu kann die Flugzeug-Crew ein Blinklichtmuster auswählen, das entweder manuell ausgelöst oder automatisch mittels Radar ausgelöst wird und das System arbeiten lässt, bis eine Kollision zeigt, dass das gewählte Blinkmuster uneffektiv ist.
Was daher erforderlich ist, ist ein Gefahrenabwehrsystem, das bei minimalem manuellem Einsatz ein Lichtsteuerungsprogramm auswählen und starten kann, das eine erwartete Kollisionsgefahr wirksam abwehrt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Flugzeugs und einer Tierkollisionsgefahr.
2 zeigt ein Blockdiagramm eines Gefahrenabwehrsystems.
3 zeigt eine Ansicht eines Lichtfeldes zur Verwendung bei einem Gefahrenabwehrsystem.
4 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Gefahrenabwehr.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bezug nehmend auf die Zeichnungen, bei denen ähnliche Teile der Erfindung mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind, und speziell auf 1, weist das Gefahrenabwehrsystem allgemein eine Mehrzahl von Lichtern auf, die außen an einem Fahrzeug, wie einem Flugzeug 10, angebracht sind, und eine Steuerung, um periodisch ein oder mehrere Lichter leuchten zu lassen, um die Aufmerksamkeit von Tieren 12, die ein Kollisionsrisiko für das Fahrzeug darstellen, zu wecken und diese abzuschrecken.
Ein Flugzeug ist typischerweise mit Positionslichtern 14 und einem oder mehreren Antikollisionslichtern 16 ausgestattet, um Personen, wie Fluglotsen und andere Aircrews, auf die Position und Richtung des Flugzeugs aufmerksam zu machen. Darüber hinaus sind Flugzeuge typischerweise mit einer Kombination aus Landelichtern 18, Rollscheinwerfern 20, Strobe-Lights 24, Enteisungslichtern 22 und Lichtern zur Beleuchtung des Seitenruders 26 des Flugzeugs ausgestattet.
Das Gefahrenabwehrsystem kann bestehende Fahrzeuglichter, wie z.B. die Positions- 14, Antikollisions- 16, Landelichter 18 und Rollscheinwerfer 20 eines Flugzeugs, je nachdem, ob es möglich oder angebracht ist, nutzen, und das Gefahrenabwehrsystem kann Lichter 30, die zur Anwendung des Systems vorgesehen sind, nutzen. Während Flugzeuge über eine Zahl von Lichtquellen verfügen, die menschlichen Beobachtern helfen, das Flugzeug zu lokalisieren, zeigt die große Zahl von Kollisionen zwischen Flugzeugen und Vögeln und anderen Tieren, dass die Funktion dieser Systeme bei weitem nicht optimal ist, um andere Tiere aufmerksam zu machen und abzuschrecken. Studien zeigen, dass andere Tiere, wie Vögel, die Welt anders wahrnehmen als Menschen. Während beispielsweise das menschliche Auge kein Licht im Ultraviolettbereich (UV) wahrnehmen kann, verfügen Vögel über UV-Sehvermögen. Desgleichen weist das menschliche Auge drei interagierende Zapfentypen auf, die trichromatisches Farbsehen ermöglichen, während Vögel normalerweise vier interagierende Zapfentypen besitzen. Andere Tiere, die eine Gefahr für Flugzeuge oder andere Fahrzeuge darstellen, können nur zwei interagierende Zapfentypen besitzen, und einige Tiere sind dafür bekannt, dass sie über bis zu fünf Zapfentypen verfügen. Da Farbe keine Eigenschaft des betrachteten Objekts selbst, sondern das Ergebnis des Nervensystems von Tieren ist, die ein Objekt betrachten, sind optische Systeme, die dafür vorgesehen sind, die Aufmerksamkeit von Menschen zu erzeugen, erwartungsgemäß weniger gut geeignet, die Aufmerksamkeit anderer Tiere zu erzeugen, die Licht anders wahrnehmen. Allerdings haben sich auch optische Systeme, die eine stärkere Reaktion des Nervensystems eines Vogels auslösen sollten, häufig als uneffektiv erwiesen.
Die betreffenden Erfinder kamen zu dem Ergebnis, dass zwischen verschiedenen Arten, die einem sich zu verschiedenen Orten bewegenden Fahrzeug begegnen, grundlegende Unterschiede existieren, und dass ein Gefahrenabwehrsystem, das zur Stimulation eines idealisierten Nervensystems einer Tierklasse oder einer bestimmten Art optimiert wurde, vermutlich weniger effektiv ist bei der Abwehr von Tieren einer anderen Art oder Klasse. Die meisten Vögel verfügen beispielsweise über Augen an der Seite des Kopfes und daher über einäugiges Sehen. Dagegen verfügen Raubvögel, bei denen die Augen nahe der Vorderseite des Kopfes angeordnet sind, über zweiäugiges Sehen und haben nach vorn viel stärkeres Sehvermögen als Vögel mit einäugigem Sehen. Ebenso verfügen nachtaktive Vögel, wie Eulen, normalerweise über mehr Stäbchenzellen im Auge, wodurch der Vogel bei Schwachlichtbedingungen sehen kann. Allerdings ist die Farbwahrnehmung nicht besonders nützlich bei Schwachlichtbedingungen, so dass Vögel, die sich tagsüber ernähren, über mehr Zapfenzellen verfügen und Farben viel besser wahrnehmen können als nachtaktive Vögel. Darüber hinaus ist die Oberfläche der Zapfenzellen in den Augen einiger Vögel mit speziellem Licht filternden Öltropfen überzogen, wodurch die Zapfen in Bezug auf einen begrenzten Farbbereich sensitiver werden. Beispielsweise verfügen einige Seevögel, die an Küsten gelegenen Flughäfen auftreten können, über ein Öl, das blaues, von der See kommendes Streulicht filtert, wodurch die Fähigkeit des Vogels verbessert wird, kleine Objekte auf oder nahe dem Boden wahrzunehmen. Die betreffenden Erfinder folgerten daraus, dass ein adaptierbares System zur Optimierung der Reaktion des Nervensystems von Tieren, die einem Fahrzeug unvermutet begegnen, die Wirksamkeit eines Gefahrenabwehrsystems deutlich verbessern kann.
Gemäß 2 weist das Gefahrenabwehrsystem 100 allgemein eine Mehrzahl von Lichtern 102, 104, 106, 108 und, um die Funktion der Lichter adaptiv zu steuern, ein Datenverarbeitungssystem 110 auf. Das Gefahrenabwehrsystem 100 kann bei verschiedensten Fahrzeugen installiert werden und daher eine Zahl von Konfigurationen aufweisen. Ebenso kann das System von verschiedenen Typen von Datenverarbeitungssystemen gesteuert werden. Das Blockdiagramm in 2 zeigt ein Gefahrenabwehrsystem 100, das von einem Datenverarbeitungssystem, das einem Personalcomputersystem ähnlich ist, gesteuert wird. Das Datenverarbeitungssystem kann in ein Bordcomputersystem eines Fahrzeugs integriert oder ein eigenständiges System sein, das in der Lage ist, mit dem Computersystem des Fahrzeugs zu kommunizieren sowie mit einer Zahl von unabhängigen Instrumenten und Transduktoren, die Daten bezüglich Funktion und Bau des Fahrzeugs sowie der Bedingungen aus dem umgebenden Umfeld liefern. Das beispielhafte Datenverarbeitungssystem 110 weist eine Mikroprozessor-basierte, zentrale Prozessoreinheit (CPU) 112 auf, die Daten und Befehle von verschiedenen Quellen abruft und sie gemäß den Befehlen verarbeitet, das Ergebnis speichert oder das Ergebnis in Form von Signalen überträgt, um einige angeschlossene Vorrichtungen zu steuern, wie beispielsweise die Lichter 102, 104, 106, 108. Üblicherweise werden grundlegende Betriebsbefehle, die von der CPU 112 verarbeitet werden, im nicht-flüchtigen Speicher oder Speicher abgelegt, wie z.B. einem "Read Only Memory" (ROM) 114. Die von Anwendungsprogrammen verwendeten Befehle und Daten werden üblicherweise in einem nicht-flüchtigen Massenspeicher oder einem Speicher 116 abgelegt, wie z.B. einer Plattenspeichereinheit. Die Daten und Befehle werden üblicherweise von dem Massenspeicher 116 auf den "Random Access Memory" (RAM) 118 übertragen und während der Ausführung über die CPU 112 vom RAM abgerufen. Daten und Befehle werden üblicherweise zwischen der CPU 112, dem ROM 114 und dem RAM 118 über einen internen Bus 120 übertragen.
Das beispielhafte Datenverarbeitungssystem 110 weist auch eine Mehrzahl verbundener Einrichtungen oder Peripheriegeräte auf, einschließlich eines Druckers 122, eines Displays 124 und eines oder mehrerer Benutzer-Eingabegeräte 126, wie z.B. eine Tastatur, eine Maus oder einen Touch-Screen. Unter der Steuerung der CPU 112 werden Daten über einen Kommunikationskanal, der mit dem internen Bus 120 verbunden ist, an jede der verbundenen Einheiten übertragen und von diesen empfangen. Normalerweise ist jede Einheit an den internen Bus mittels eines Adapters angeschlossen, beispielsweise eines Interface-Adapters 128, der eine Schnittstelle zwischen dem Eingabegerät 126 und dem internen Bus 120 bereitstellt. Des weiteren liefert ein Display-Adapter 130 die Schnittstelle zwischen dem Display 124 und der Graphikkarte 132, die die Videodaten unter der Kontrolle der CPU 112 verarbeitet. Der Drucker 122 und ähnliche Peripheriegeräte sind normalerweise über einen oder mehrere Input-Output(I/O)-Adapter 134 mit dem internen Bus 120 verbunden.
Der I/O-Adapter 134 verfügt üblicherweise über einen Analog/Digital-Wandler (ADC) 136 und einen Digital/Analog-Wandler (DAC) 138, um analoge Signale, die von verschiedenen Transduktoren erhalten wurden, die Daten an das Datenverarbeitungssystem 110 senden, in digitale Signale umzuwandeln, die von der CPU 112 verarbeitet werden können, und um digitale von der CPU ausgegebene Signale in analoge Signale umzuwandeln, die von bestimmten mit dem Datenverarbeitungssystem verbundenen Peripheriegeräten benötigt werden können. Das Gefahrenabwehrsystem 100 erhält Daten normalerweise von einer Anzahl von Instrumenten und Transduktoren, die an dem Fahrzeug befestigt sind. Beispielsweise kann das Gefahrenabwehrsystem Daten bezüglich der Position des Fahrzeugs über das globale Positionsbestimmungssystem 140 des Fahrzeugs oder eines anderen Navigationssystems erhalten. Fahrzeughöhendaten können über das GPS oder einen Höhenmesser 142 erhalten werden, und Daten bezüglich des Auftretens von Gefahren können von einem Objekterfassungssystem 144, wie z.B. einem Radar, Sonar oder einem Infrarot(IR)-Sensor, erhalten werden. Darüber hinaus kann das Datenverarbeitungssystem 110 über eine Datenverbindung Daten von Fernbeobachtern bezüglich möglicher Gefahren erhalten sowie Daten bezüglich der Betriebsparameter 148 des Fahrzeugs von verschiedenen Transduktoren, die Kennwerte des Fahrzeugs und dessen Umgebung erfassen.
Das Datenverarbeitungssystem 110 steuert ein oder mehrere Lichter 102, 104, 106, 108 des Tierkollisionsabwehrsystems gemäß einer Vielzahl von Routinen in einem auf der Massenspeichereinheit 116 gespeicherten Anwendungsprogramm. Üblicherweise weist das Anwendungsprogramm eine Datenbank 118 auf, die eine Vielzahl von Tiermerkmalen mit einer Vielzahl von Fahrzeugfunktionen und einer Vielzahl von Lichtsteuerungsprogrammen verknüpft, um das Fluchtverhalten von Tieren zu optimieren, die eine Kollisionsgefahr darstellen. Ein Lichtsteuerungsprogramm umfasst eine von dem Datenverarbeitungssystem ausführbare Anweisung zur Identifizierung von wenigstens einem äußeren Fahrzeuglicht, um dies in Reaktion auf eine Tierkollisionsgefahr einzuschalten, einer Blinkfrequenz für das bestimmte Licht und der Blinkeigenschaften.
Die von dem Gefahrenabwehrsystem verwendeten Lichter 102, 104, 106, 108 können bestehende Fahrzeuglichter umfassen, wie z.B. die Positionslichter 14, die Landelichter 18, die Strobe-Lights 24 sowie die Enteisungslichter 22 eines Flugzeugs. Allerdings sind diese Lichter an dem Flugzeug für schon vorgesehene Zwecke installiert, so dass ihr Gebrauch für neue Anwendungen nicht möglich ist oder durch den Betrieb des Fahrzeugs begrenzt sein kann. Beispielsweise ist es nicht möglich, die Rollscheinwerfer während des Rollens in einer Weise zu verwenden, um Tiere, die eine Kollisionsgefahr hervorrufen, effektiv abzuschrecken; dagegen kann es möglich sein, die Landelichter für diesen Zweck zu verwenden. Ebenso sind die Blinkfrequenzen und die Frequenzen des von den Strobe-Lights 24 ausgesandten Lichts in vorschriftsmäßiger Weise dazu ausgebildet, menschlichen Beobachtern zu helfen, das Flugzeug zu lokalisieren, so dass diese nicht verändert werden dürfen, um andere Aufgaben zu erfüllen. Sofern nicht die Blinkfrequenz und die Frequenz des Lichts der Strobe-Lights gemeinsam dazu geeignet sind, bestimmte Tiere abzuwehren, müssen andere Lichter verwendet werden. Das Gefahrenabwehrsystem kann die bestehenden Fahrzeuglichter verwenden, soweit dies für die identifizierte Tiergefahr und die Funktionsbedingungen des Fahrzeugs möglich ist und kann auch die Lichter 30 nutzen, die für das Gefahrenabwehrsystem eigens vorgesehen sind.
Gemäß 3 enthält eine zur Verwendung bei dem Gefahrenabwehrsystem 100 geeignete Lichteranordnung 30 eine Mehrzahl von Lichtelementen oder Lampen 202–218. Die Lichtelemente 202–218 können Glühlampen oder Leuchtdioden (LED) sein, wobei jedes Element Licht in einem Frequenzspektrum emittiert. Wie in 3 dargestellt ist, enthält die Anordnung der Lichtelemente ein weißes Licht 218, das Licht durchweg im (menschlich) sichtbaren Spektrum emittiert, sowie Lichter, die Licht im gelben 204, roten 206, grünen 208, violetten 212, blauen 214 und orangenen 216 Bereich des sichtbaren Spektrums emittieren. Darüber hinaus enthält die Lichteranordnung 30 eine Lampe, die Licht im UV-Bereich des Spektrums 202 emittiert, das sich innerhalb des sichtbaren Spektrums für Vögel befindet, sowie eine Lampe 210, die Licht im Infrarot(IR)-Bereich des Spektrums emittiert. Zusätzlich zur Tiergefahrabwehr dient das IR-Licht dazu, das Gefahrenpotential für eine Kollision mit anderen Flugzeugen oder Fahrzeugen zu verhindern. Flugzeuge oder andere Fahrzeuge, die mit "Enhanced Vision Systems" (EVS) ausgerüstet sind, verwenden einen IR-Sensor, um die situationsbezogene Wahrnehmung der Bedienungsperson, insbesondere bei Dunkelheit, Nebel, Dunst, Wolken oder anderen Schwachlichtbedingungen, zu verbessern. Der Ausgang des IR-Sensors wird üblicherweise auf ein "Heads-Up-Display" (HUD) ausgegeben, um ein verbessertes, visuelles Bild von dem Fahrzeugumfeld zu erhalten. Ein blinkender IR-Strahler 210 kann dazu verwendet werden, Bedienungspersonen von mit EVS ausgestatteten Flugzeugen und Fahrzeugen dabei zu unterstützen, Fahrzeuge zu erkennen, die mit dem Gefahrenabwehrsystem 100 ausgerüstet sind. Jedes der Lichter 202–218 kann voneinander unabhängig leuchten, weil gemäß den Vorgaben des Lichtsteuerungsprogramms ein adressierbarer Treiber 141 das Lichtelement selektiv mit einer Stromquelle 105 verbindet und die Spannung für jedes Element in Abhängigkeit von Signalen aus der CPU 112 steuert.
Gemäß 4 erfasst das Anwendungsprogramm für das Gefahrenabwehrverfahren 300 allgemein Daten, die bezogen sind auf einen Ort einer Kollisionsgefahr 302, Bedingungen an dem Ort der Kollisionsgefahr 304 sowie Fahrzeugbetriebsparameter 306 und verwendet diese Information, um die Tiere zu identifizieren, die höchstwahrscheinlich eine Kollisionsgefahr 308 darstellen. Die Art der höchstwahrscheinlichen Kollisionsgefahr wird dazu verwendet, ein Lichtsteuerungsprogramm 310 auszuwählen, einschließlich der Auswahl von mindestens einem Licht, einer Blinkfrequenz für das Licht und der Blinkeigenschaften, das mit dem Betrieb des Fahrzeugs vereinbar und optimal ist, um das Fluchtverhalten der identifizierten Tiere auszulösen. Das Lichtprogramm wird von der CPU 112 gestartet 311, das dem geeigneten Treiber 141 signalisiert, geeignete Lichter 104–108, wie sie in dem Programm festgelegt sind, mit einer Stromquelle 105 gemäß den Vorgaben des ausgewählten Programms zu beschalten. Ein oder mehrere Lichter 104–106 können dadurch blinken, dass sie über die geeigneten Treiber 141 intermittierend mit der Stromquelle 105 verbunden sind. Im Blinkverlauf kann die Intensität des Lichts verändert werden, indem man die auf die Lichtquelle von dem Treiber 141 ausgegebene Spannung variiert. Eine Veränderung der Blinkfrequenz bei einem Paar von getrennten Lichtern kann Bewegung eines Fahrzeuges simulieren und das Fluchtverhalten einiger Tiere steigern. Die Erfinder fanden ebenfalls heraus, dass Tiere auf ein Blinklicht stärker reagieren, wenn sich die Intensität des Lichts während des Blinkens ändert. Eine Erhöhung der Lichtintensität kann eine Fahrzeugbewegung in Richtung auf ein Tier simulieren und das Fluchtverhalten der Tiere verstärken. Zum Beispiel haben Tests ergeben, dass Kuhstärlinge (brown-headed cowbirds) in Reaktion auf eine Lichtquelle mit kombinierten Wellenlängen von 200 nm bis 2600 nm und einer Blinkfrequenz von wahlweise 0,78 Hz Fluchtverhalten zeigen.
Das Verfahren prüft periodisch den Ort 302, örtliche Bedingungen 304, Fahrzeugparameter 306 und manuelle Informationen 312, um festzustellen, ob eine neue Gefahr erkannt wurde 308, die Auswahl 310 und Start 311 eines neuen Lichtprogramms erfordert.
Das Gefahrenabwehrsystem 100 nutzt eine Vielzahl von Informationen, um die Art einer Gefahr zu erkennen 308 und ein geeignetes Lichtsteuerungsprogramm 310 auszuwählen. Beispielsweise verknüpft das Gefahrenabwehrsystem 100 die Art gefährdender Tiere mit einem Ort der Kollisionsgefahr. Der Ort der Kollisionsgefahr kann durch Bestimmung eines jeweiligen Flughafens ermittelt werden, auf dem das Flugzeug landen oder von dem aus das Flugzeug starten wird. Beispielsweise stellen Möwen eine ernsthafte Kollisionsgefahr auf Flughäfen dar, die sich in der Nähe von Wasserkörpern oder Futterquellen befinden. Die Koordinaten des Ziel- oder Abflugflughafens 314 können von dem Fahrzeugnavigationssystem oder von einem globalen Positionsbestimmungssystem (GPS) 313 in das Gefahrenabwehrsystem 100 eingegeben werden. Andererseits kann das Gefahrenabwehrsystem 100 aufgrund der von einem GPS 313 oder einem anderen Navigationssystem stammenden Eingabedaten bezüglich der gegenwärtigen Fahrzeugposition 302 periodisch Tierkollisionsgefahren für den aktuellen Bereich berechnen, in dem sich das Fahrzeug bewegt.
Um die Gefahrenerkennung weiter zu verbessern, gleicht das Gefahrenabwehrsystem 100 nach lokalen Bedingungen an dem Gefahrenort ab 304. Beispielsweise kann die Zeit 316 einschließlich dem Tag und Monat die Gefahrenerkennung beeinflussen. Tagaktive Vögel stellen erfahrungsgemäß keine Gefahr dar, wenn ein Flugzeug in der Nacht landet; dagegen können nachtaktive Vögel, wie Eulen, und Zugvögel eine nächtliche Gefahr darstellen. Typischerweise stellen Zugtiere an bestimmten Orten zu bestimmten Zeiten und Tagen des Jahres eine Gefahr dar. Daten von einem Objektbeobachtungssystem 318, wie einem Radar, Sonar oder IR-Sensor, können dazu verwendet werden, Eigenschaften oder Verhaltensweisen von Vogel- oder anderen Tierarten zu unterscheiden. Beispielsweise ziehen bestimmte Vogelarten in Scharen und andere, wie Raubvögel, eher allein oder zu relativ wenigen. Das Objekterkennungssystem kann auch dazu in der Lage sein, die Größe der erfassten Tiere zu unterscheiden. Darüber hinaus kann eine Datenverbindung 320 dazu dienen, die Eingabe von Fernbeobachtern, wie Fluglotsen, zu erleichtern, die das Auftreten einer Tiergefahr beobachtet haben, beispielsweise jagende Raubvögel über einem Flugfeld.
Die Art einer potentiellen Tierkollisionsgefahr ist eventuell auch von den jeweiligen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs beeinflusst. Während Vogelschläge während Start und Landung die wahrscheinlichste Tierkollisionsgefahr darstellen, passieren auch Kollisionen mit Säugetieren, einschließlich Kojoten, Rotwild, Elchen und Karibus, und Kollisionen mit großen Vögeln, wie Gänsen, ereignen sich in großen Höhen. Das Gefahrenabwehrsystem 100 erhält Daten von verschiedenen Transduktoren, die Fahrzeugbetriebsparameter 306 erfassen, um diese bei der Bestimmung der höchstwahrscheinlichen Gefahr zu berücksichtigen und ein optimales Beleuchtungsprogramm auszuwählen. So können beispielsweise Informationen von einem Flugzeug-Höhenmesser 322 zur Identifizierung der Vogelart, die die wahrscheinlichste Gefahr darstellt, hilfreich sein.
Ein Fahrwerkslastsensor 324 kann dazu dienen, um zu erkennen, ob das Flugzeug vom Boden abgehoben hat und somit Rotwild keine Gefahr mehr darstellt.
Andererseits können Daten von Transduktoren, die Fahrzeugparameter erfassen, dazu verwendet werden, ein Programm 310 auszuwählen, das nicht nur bei der Tiergefahr in Frage kommt, sondern in Bezug auf den Fahrzeugbetrieb optimiert ist. Beispielsweise liefern die Konvergenz und Divergenz von getrennten Lichtern einen deutlichen, optischen Hinweis auf die Richtung und Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Durch Änderung der Blinkfrequenz und der Lichtintensität beim Blinken von getrennten Lichtern kann eine sehr schnelle Annäherung des Fahrzeugs simuliert werden, wodurch bei einem Tier, das eine Kollisionsgefahr darstellt, eine verstärkte Fluchtreaktion ausgelöst wird. Das Gefahrenabwehrsystem 100 verwendet Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten 326 zur Optimierung der Blinkfrequenz und der Blinkintensitätseigenschaften der Lichtimpulse. Ebenso lassen sich die Fahrzeugbetriebsparameter 306, wie die Positionsdaten der Flugzeugleitwerke 326, die von Transduktoren oder Flugcomputern an das Datenverarbeitungssystem 100 gegeben werden, dazu nutzen, um den Betriebsmodus des Fahrzeugs zu bestimmen und ein Beleuchtungsprogramm auszuwählen, das für den jeweiligen Betriebsmodus des Fahrzeugs geeignet ist.
Das Datenverarbeitungssystem 100 ist ebenfalls für eine manuelle Eingabe 312 über eine Eingabevorrichtung 126, wie eine Maus oder ein Touch-Screen, ausgerüstet. Die manuelle Eingabe erlaubt es der Flugzeugcrew, eine Tierkollisionsgefahr zu erkennen und die Erkennungsdaten in das Datenverarbeitungssystem 110 einzugeben, damit ein Lichtsteuerungsprogramm ausgewählt werden kann.
Das Gefahrenabwehrsystem 100 verwendet verschiedene Daten, die sich auf den Ort der Gefahr 302, Bedingungen am Ort der der Gefahr 304, Fahrzeugbetriebsparameter 306 und eine manuelle Eingabe 312 zur Bestimmung der höchstwahrscheinlichen Tierkollisionsgefahr 308 beziehen, und wählt sodann ein Lichtsteuerungsprogramm 310 aus, das auf den Fahrzeugbetrieb abgestimmt und dahingehend optimiert ist, das bei Tieren, die eine Kollisionsgefahr darstellen, eine starke Aufmerksamkeit und Fluchtreaktion ausgelöst wird.
Die obige, eingehende Beschreibung nennt genaue Details für ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung. Der Fachmann wird die vorliegende Erfindung jedoch auch ohne die genauen Details ausführen können. Weiterhin sind gut bekannte Methoden, Verfahren, Teile und Schaltpläne nicht im Detail beschrieben worden, um von der eigentlichen Erfindung nicht abzulenken.
Alle hier genannten Bezugnahmen sind Bestandteil dieser Anmeldung.
Die in der obigen Beschreibung verwendeten Begriffe und Ausdrücke sind als Begriffe der Beschreibung und nicht als Beschränkung verwendet worden, und mit der Verwendung solcher Begriffe und Ausdrücke ist es nicht beabsichtigt, Äquivalente von in der Beschreibung genannten und beschrieben Merkmalen oder Teilen davon auszuschließen, und es wird davon ausgegangen, dass der Schutzbereich der Erfindung nur von den folgenden Ansprüchen bestimmt und begrenzt wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Gefahrenabwehrsystem für ein Fahrzeug verwendet Daten bezüglich eines Ortes der Kollisionsgefahr, Bedingungen an diesem Ort und Fahrzeugbetriebsparameter, um ein Lichtsteuerungsprogramm auszulösen, das optimal ist, um auf eine Kollisionsgefahr aufmerksam zu machen und diese abzuwehren.

Claims

Gefahrenabwehrsystem für ein Fahrzeug, umfassend: (a) ein Licht, das außen am Fahrzeug angebracht ist, und (b) ein Datenverarbeitungssystem, das geeignet ist, eine Gefahr zu erkennen und in Reaktion auf die Erkennung der Gefahr das Licht gezielt leuchten zu lassen.
Gefahrenabwehrsystem nach Anspruch 1 mit einer die Gefahr mit einem Ort verknüpfenden Anweisung, die von dem Datenverarbeitungssystem ausführbar ist.
Gefahrenabwehrsystem nach Anspruch 1 mit: (a) einem Positionsbestimmungssystem, das in das Datenverarbeitungssystem einen Fahrzeugpositionswert eingibt, und (b) einer die Gefahr mit einem Fahrzeugpositionswert verknüpfenden Anweisung, die von dem Datenverarbeitungssystem ausführbar ist.
Gefahrenabwehrsystem nach Anspruch 1 mit einer die Gefahr mit einer Bedingung an einem Ort verknüpfenden Anweisung, die von dem Datenverarbeitungssystem ausführbar ist.
Gefahrenabwehrsystem nach Anspruch 4, bei dem die Bedingung an dem Ort eine Zeit ist.
Gefahrenabwehrsystem nach Anspruch 4, umfassend: (a) eine Objekterfassungsvorrichtung, die entsprechend zur Erfassung eines Objekts einen Wert in das Datenverarbeitungssystem eingibt, und (b) eine den Wert mit der Gefahr verknüpfende Anweisung, die von dem Datenverarbeitungssystem ausführbar ist.
Gefahrenabwehrsystem nach Anspruch 4 mit: (a) einer Kommunikationsverbindung, die es ermöglicht, einen eine Gefahr kennzeichnenden, von einer Fernquelle stammenden Wert in das Datenverarbeitungssystem einzugeben, und (b) eine den Gefahr kennzeichnenden Wert mit der Gefahr verknüpfenden Anweisung, die von dem Datenverarbeitungssystem ausführbar ist.
Gefahrenabwehrsystem nach Anspruch 1 mit einer das selektive Leuchten des Lichts mit einer Bedingung des Fahrzeugs verknüpfenden Anweisung, die von dem Datenverarbeitungssystem ausführbar ist.
Gefahrenabwehrsystem nach Anspruch 8, bei dem die das selektive Leuchten des Lichts mit der Bedingung des Fahrzeugs verknüpfende Anweisung das Leuchten des Lichts mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs verknüpft.
Gefahrenabwehrsystem nach Anspruch 1 mit einer einen Betriebsmodus des Fahrzeugs mit der Gefahr verknüpfenden Anweisung.
Gefahrenabwehrsystem nach Anspruch 10, wobei die einen Betriebsmodus des Fahrzeugs mit der Gefahr verknüpfenden Anweisung eine eine Höhe des Fahrzeugs mit der Gefahr verknüpfende Anweisung enthält.
Gefahrenabwehrsystem nach Anspruch 1, wobei das Datenverarbeitungssystem die Leuchtintensität des Lichts selektiv verändert.
Gefahrenabwehrsystem nach Anspruch 1, wobei die Gefahr mit einer Tierart korreliert ist.
Verfahren zur Vermeidung einer Kollision zwischen einem Tier und einem Fahrzeug, das folgende Schritte umfasst: (a) Identifizieren eines Ortes einer Tierkollisionsgefahr; (b) Verknüpfen des Ortes der Tierkollisionsgefahr mit der Art der Tierkollisionsgefahr; (c) Verknüpfen der Art der Tierkollisionsgefahr mit einem Programm, um ein Licht leuchten zu lassen, und (d) das Licht gemäß dem Programm leuchten zu lassen.
Verfahren zur Vermeidung einer Kollision nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Identifizierens eines Ortes einer Tierkollisionsgefahr den Schritt des Bestimmens eines Ortes des Fahrzeugs umfasst.
Verfahren zur Vermeidung einer Kollision nach Anspruch 14, weiter umfassend: (a) Bestimmen einer Bedingung des Ortes der Tierkollisionsgefahr und (b) Verknüpfen der Bedingung des Ortes mit der Art der Tierkollisionsgefahr.
Verfahren zur Vermeidung einer Kollision nach Anspruch 16, wobei der Schritt des Bestimmens einer Bedingung des Ortes der Tierkollisionsgefahr den Schritt des Bestimmens einer Zeit für die Tierkollisionsgefahr umfasst.
Verfahren zur Vermeidung einer Kollision nach Anspruch 16, wobei der Schritt des Bestimmens einer Bedingung des Ortes der Tierkollisionsgefahr folgende Schritte umfasst: (a) Erfassen eines Objektes; (b) Bestimmen eines Verhaltens des Objektes; (c) Verknüpfen des Verhaltens mit der Art der Tierkollisionsgefahr.
Verfahren zur Vermeidung einer Kollision nach Anspruch 16, wobei der Schritt des Bestimmens einer Bedingung des Ortes der Tierkollisionsgefahr die Schritte des Erhaltens einer Mitteilung von einem Fernbeobachter über eine Tierkollisionsgefahr umfasst.
Verfahren zur Vermeidung einer Kollision nach Anspruch 14, das die weiteren Schritte umfasst: (a) Bestimmen eines Betriebsparameters des Fahrzeugs und (b) Verknüpfen des Betriebsparameters mit der Art der Tierkollisionsgefahr.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Schritt des Bestimmens eines Betriebsparameters des Fahrzeugs den Schritt des Bestimmens einer Höhe des Fahrzeugs, einer Bodenlast des Fahrzeugs und einer Leitwerksstellung des Fahrzeugs umfasst.
Verfahren zur Vermeidung einer Kollision nach Anspruch 14, das die weiteren Schritte umfasst: (a) Bestimmen eines Betriebsparameters des Fahrzeugs und (b) Verknüpfen des Betriebsparameters mit dem Lichtsteuerungsprogramm.
Verfahren zur Vermeidung einer Kollision nach Anspruch 14, wobei der Schritt, das Licht gemäß dem Lichtsteuerungsprogramm leuchten zu lassen, die Schritte: (a) Auslösen des Leuchtens; (b) Verändern der Intensität des Leuchtens, und (c) Beenden des Leuchtens umfasst.