ES2396667B2

ES2396667B2 - Procedure and system for detecting the activation of the reverse on the landing of an aircraft

Info

Publication number: ES2396667B2
Application number: ES201231247A
Authority: ES
Inventors: César ASENSIO RIVERA; Mariano RUIZ GONZÁLEZ; Guillermo De Arcas Castro; Manuel RECUERO LÓPEZ; Juan Manuel López Navarro
Original assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC; Universidad Politecnica de Madrid
Current assignee: Universidad Politecnica de Madrid
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2013-08-08
Anticipated expiration: 2032-08-01
Also published as: ES2396667A1

Abstract

La invención consiste en un sistema de captación sonoro que es capaz de detectar la activación de la reversa durante el aterrizaje de los aviones a partir de la detección e identificación de los sonidos producidos en el proceso. Así mismo, la invención incluye el procedimiento que debe seguirse con respecto a la ubicación de los sensores. La invención dotará a los aeropuertos de una herramienta con la que velar por el cumplimento de las normativas referidas a la activación de la reversa en materia de ruido y medio ambiente.The invention consists of a sound pick-up system that is capable of detecting the activation of the reverse during the landing of the aircraft from the detection and identification of the sounds produced in the process. Also, the invention includes the procedure that must be followed with respect to the location of the sensors. The invention will provide airports with a tool with which to ensure compliance with regulations regarding the activation of the reverse in terms of noise and the environment.

Description

PROCEDIMIENTO Y SISTEMA DE DETECCiÓN DE LA ACTIVACiÓN DE LA REVERSA EN EL ATERRIZAJE DE UNA AERONAVE PROCEDURE AND SYSTEM FOR DETECTION OF THE ACTIVITY OF THE REVERSE IN THE LANDING OF AN AIRCRAFT

SECTOR TÉCNICO TECHNICAL SECTOR

La invención se engloba en el campo de la instrumentación acústica, el procesado de señal y el reconocimiento de patrones. Su aplicación tendrá influencia en el medio ambiente, ya que la inspección y detección del ruido de reversa permitira una aplicación efectiva de políticas coercitivas y sancionadoras en los aeropuertos, al The invention is encompassed in the field of acoustic instrumentation, signal processing and pattern recognition. Its application will have an influence on the environment, since the inspection and detection of reverse noise will allow an effective application of coercive and penalizing policies at airports, at

10 disponer de herramientas de vigilancia para hacer cumplir las restricciones existentes a este respecto, reduciendo la contaminación acústica y mejorando la integración con las comunidades adyacentes. 10 have surveillance tools to enforce existing restrictions in this regard, reducing noise pollution and improving integration with adjacent communities.

ANTECENDENTES DE LA INVENCiÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

15 Aparte de la instrumentación existente en la propia aeronave, no existen en los aeropuertos sistemas dedicados a la tarea de detectar si dicha aeronave ha activado o no la reversa para frenar tras el aterrizaje. Por este motivo resulta complicado para las autoridades aeroportuarias hacer cumplir las restricciones existentes en muchos de los 15 Apart from the existing instrumentation in the aircraft itself, there are no systems in airports dedicated to the task of detecting whether or not said aircraft has activated the reverse to slow down after landing. For this reason, it is difficult for airport authorities to enforce the existing restrictions in many of the

20 aeropuertos referentes al uso de la reversa. Algunos intentos previos, han utilizado los registros de nivel sonoro efectuados por los terminales de monitorizado de ruido del aeropuerto para intentar identificar un patrón, consistente en la existencia de dos eventos sonoros consecutivos. Sin embargo, dichos intentos no han sido eficaces debido al gran número de factores cuya 20 airports concerning the use of reverse. Some previous attempts have used the sound level records made by the airport noise monitoring terminals to try to identify a pattern, consisting of the existence of two consecutive sound events. However, these attempts have not been effective due to the large number of factors whose

25 variabilidad y dispersión alteran las características de los eventos y dificultan la detección automática hasta extremos tales que la hacen prácticamente imposible: tipos de aeronaves, velocidad en el aterrizaje, punto de contacto, zona de activación de la reversa, intensidad de activación de la reversa, duración de la activación, proximidad entre la ubicación del monitor y la zona de activación de la reversa, ruido 25 variability and dispersion alter the characteristics of events and make automatic detection difficult to extremes that make it practically impossible: types of aircraft, landing speed, contact point, reverse activation zone, reverse activation intensity , activation duration, proximity between monitor location and reverse activation zone, noise

30 de fondo. Por otra parte, otros sistemas basados en reconocimiento de patrones, como el ES2334429 "Sistema y procedimiento de detección e identificación de sonidos en tiempo real producidos por fuentes sonoras específicas" tampoco se muestran efectivos, debido al gran parecido entre el sonido emitido por la activación de la 30 background. On the other hand, other systems based on pattern recognition, such as ES2334429 "Real-time sound detection and identification system and procedure produced by specific sound sources" are also not effective, due to the great similarity between the sound emitted by the activation of the

35 reversa y el producido por la "cola" del aterrizaje. DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN La invención consiste en un procedimiento y un sistema que es capaz de identificar de manera automática la activación de la reversa durante el aterrizaje de los aviones a partir de la detección e identificación de los sonidos producidos en el proceso. Este objetivo se consigue mediante las características presentes en las reivindicaciones independientes. Realizaciones particulares se muestran en las reivindicaciones dependientes. El sistema de detección de la activación de la reversa en el aterrizaje de una aeronave comprende: -Un módulo de captación para grabar sonido, que incluye un primer micrófono y un segundo micrófono. -Un módulo de detección para detectar un primer evento si el nivel de presión sonora medida en el primer micrófono supera un primer umbral, Pr1 , de nivel de presión sonora durante un primer intervalo de tiempo. -Un módulo estimador para estimar la distancia r(t) de los medios de captación (11) a la aeronave (24) a partir del ángulo de procedencia del sonido calculado mediante correlación cruzada, -Un módulo de propagación inversa para calcular la potencia sonora, Lw(t), a partir del nivel de presión de sonido medido, Lp(t), y de la distancia estimada, r(t), -Un módulo de detección para detectar un segundo evento si cumple que: 35 reverse and the one produced by the "tail" of the landing. DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention consists of a method and a system that is able to automatically identify the activation of the reverse during the landing of the aircraft from the detection and identification of the sounds produced in the process. This objective is achieved by the characteristics present in the independent claims. Particular embodiments are shown in the dependent claims. The reverse activation detection system on the landing of an aircraft comprises: -A pick-up module to record sound, which includes a first microphone and a second microphone. -A detection module to detect a first event if the sound pressure level measured in the first microphone exceeds a first threshold, Pr1, of sound pressure level during a first time interval. -A estimator module to estimate the distance r (t) of the capture means (11) to the aircraft (24) from the angle of origin of the sound calculated by cross correlation, -A reverse propagation module to calculate the sound power , Lw (t), from the measured sound pressure level, Lp (t), and the estimated distance, r (t), - A detection module to detect a second event if it meets that:

--: El avión ha cruzado el eje del sistema de captación (instante T1). -Con posterioridad a T1 , la pendiente a largo plazo de Lw(t) supera un umbral durante un segundo intervalo de tiempo, condición que se cumple en T2 -con posterioridad a T2 el nivel de potencia sonora supera un umbral Pot2 durante un tercer intervalo de tiempo. The plane has crossed the axis of the pickup system (instant T1). -After T1, the long-term slope of Lw (t) exceeds a threshold during a second time interval, a condition that is met in T2 -after T2 the sound power level exceeds a Pot2 threshold during a third interval of time.

--: Dos módulos clasificadores encargados de clasificar el primer evento como aterrizaje de la aeronave y el segundo evento como activación de la reversa mediante la aplicación de técnicas de reconocimiento estadístico de patrones. -Un módulo que identifica la activación de la reversa en el supuesto de que el primer evento detectado sea clasificado como aterrizaje y el segundo sea clasificado como reversa. Two classifier modules responsible for classifying the first event as landing of the aircraft and the second event as activation of the reverse by applying statistical pattern recognition techniques. -A module that identifies the activation of the reverse in the event that the first event detected is classified as landing and the second is classified as reverse.

Por su parte y de forma análoga al sistema mostrado, el procedimiento de detección de la activación de la reversa en el aterrizaje de una aeronave comprende realizar las siguientes acciones: For its part and analogously to the system shown, the procedure for detecting the activation of the reverse in the landing of an aircraft includes performing the following actions:

Grabar los sonidos, con unos medios de captación. Estos medios de captación incluyen un primer micrófono orientado hacia la zona de flotación (avión está en vuelo) de la pista de un aeropuerto y un segundo micrófono orientado hacia la pista de frenada (avión aterriza) de la pista de un aeropuerto. Detectar un primer evento si el nivel de presión sonora medida en el primer micrófono supera un primer umbral, Pr1, de nivel de presión sonora durante un primer intervalo de tiempo. Ello busca detectar que el avión se aproxima para tomar tierra. Estimar la distancia r(t) de los medios de captación (11 ) a la aeronave (24) a partir del ángulo de procedencia del sonido calculado mediante correlación cruzada. Con la distancia, se calcula la potencia sonora, Lw(t) que es empleada para detectar un segundo evento si se cumplen las condiciones siguientes: Record the sounds, with some means of capture. These pick-up means include a first microphone oriented towards the flotation zone (airplane is in flight) of the runway of an airport and a second microphone oriented towards the brake track (airplane lands) of the runway of an airport. Detect a first event if the sound pressure level measured in the first microphone exceeds a first threshold, Pr1, of sound pressure level during a first time interval. This seeks to detect that the plane is approaching to land. Estimate the distance r (t) of the collection means (11) to the aircraft (24) from the angle of origin of the sound calculated by cross correlation. With the distance, the sound power, Lw (t) that is used to detect a second event is calculated if the following conditions are met:

i) La detección se producirá a partir del tiempo T1 (necesariamente posterior a TO), que se corresponde al instante en que el avión cruza por delante del eje de los micrófonos. En el caso de que T1 no sea encontrado durante el transcurso del evento inicial, no se proseguirá con la detección del evento secundario. En el caso de que se detecte T1 , se procederá a la búsqueda de T2. ii) La detección se producirá a partir de T2, instante en que por primera vez tras T1 la pendiente de la evolución temporal de la potencia pasa de ser negativa a ser positiva (cruce por cero). Esta situación detennina un nuevo incremento del nivel sonoro. iii) Que, con posterioridad a T2, el nivel de potencia sonora supera un umbral Pot2 durante un intervalo de tiempo. i) The detection will take place from the time T1 (necessarily after TO), which corresponds to the moment in which the plane crosses in front of the axis of the microphones. In the event that T1 is not found during the course of the initial event, the detection of the secondary event will not continue. In the event that T1 is detected, the search for T2 will proceed. ii) The detection will occur from T2, at which time for the first time after T1 the slope of the temporal evolution of the power goes from being negative to being positive (zero crossing). This situation holds a new increase in the sound level. iii) That, after T2, the sound power level exceeds a Pot2 threshold for a period of time.

De esta forma, se dispone de dos eventos candidatos que es posible asignar al aterrizaje de la aeronave en el caso del primer evento. Análogamente, para el segundo evento, a la activación de la reversa en función de un reconocimiento estadístico de patrones. Opcionalmente, los micrófonos son cardioides y sus ejes forman entre si un ángulo comprendido entre 90° y 180°. Ventajosamente, la línea que une las cápsulas de los dos micrófonos debe ser paralela a al pista. Thus, there are two candidate events that can be assigned to the landing of the aircraft in the case of the first event. Similarly, for the second event, the activation of the reverse based on a statistical pattern recognition. Optionally, the microphones are cardioid and their axes form an angle between 90 ° and 180 °. Advantageously, the line connecting the capsules of the two microphones must be parallel to the track.

Opcionalmente, se puede realizar un filtrado paso-alta de la señal del primer micrófono (21). Ventajosamente, la frecuencia de filtrado se elige en un rango comprendido entre 5 KHz y 5.2 kHz. Para calcular la potencia sonora, Lw(l), se debe emplear un modelo inverso de Optionally, high-pass filtering of the signal of the first microphone (21) can be performed. Advantageously, the filtering frequency is chosen in a range between 5 KHz and 5.2 kHz. To calculate the sound power, Lw (l), an inverse model of

5 propagación que considera la divergencia esférica y la atenuación atmosférica. Por ejemplo, la norma ISO 9613. Opcionalmente, se puede realizar un filtrado paso-bajo de la señal del segundo micrófono. Opcionalmente, extraer las características del segundo evento comprende calcular el 5 propagation that considers spherical divergence and atmospheric attenuation. For example, ISO 9613. Optionally, a low-pass filtering of the second microphone signal can be performed. Optionally, extracting the characteristics of the second event includes calculating the

10 momento, T3, en el que la pendiente de Lw(t) tiene un valor máximo. Para ello, se puede calcular la pendiente de Lw(t) mediante regresión lineal. 10 moment, T3, in which the slope of Lw (t) has a maximum value. For this, the slope of Lw (t) can be calculated by linear regression.

BREVE DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

15 Figura 1: Esquema de bloques de la invención donde se muestra un esquema básico de funcionamiento de la invención. Las señales captadas por los sensores son utilizadas para la detección de un evento inicial y otro secundario. Dichos eventos son clasificados como aterrizaje, reversa u otro. En función de los resultados de la clasificación de los eventos la activación de la reversa quedará o no identificada. Figure 1: Block diagram of the invention showing a basic scheme of operation of the invention. The signals captured by the sensors are used for the detection of an initial and a secondary event. These events are classified as landing, reverse or other. Depending on the results of the event classification, the activation of the reverse will be identified or not.

Figura 2: Localización del sistema de captación en una zona típica donde el avión contacta con la pista. Una vez el avión planta por completo el tren de aterrizaje, se produce la frenada, que puede incluir o no la utilización de la reversa. El sistema de captación debe estar tan alejado como sea posible de la zona de activación de la Figure 2: Location of the collection system in a typical area where the plane contacts the runway. Once the plane completely plants the landing gear, braking occurs, which may or may not include the use of reverse. The collection system should be as far away as possible from the activation zone of the

25 reversa, pero no tanto como para que el sonido producido sea enmascarado por el ruido de fondo del aeropuerto. 25 reverse, but not so much that the sound produced is masked by the background noise of the airport.

Figura 3: Esquema detector eventos iniciales. Un detector de umbrales de nivel y duración aplicados sobre el nivel de presión sonoro permite detectar el sonido 30 producido por el aterrizaje de los aviones. El filtrado de alta frecuencia de la señal permite reducir el número de falsos positivos. Figure 3: Scheme detector initial events. A level and duration threshold detector applied on the sound pressure level allows the sound 30 produced by the landing of the aircraft to be detected. The high frequency filtering of the signal reduces the number of false positives.

Figura 4: Modelo inverso de propagación. Se muestra cómo a partir del nivel de presión sonora se realizará una estimación de la potencia acústica radiada. La 35 transformación entre ambas magnitudes requiere el cálculo de la distancia entre el Figure 4: Inverse propagation model. It is shown how an estimate of the radiated acoustic power will be made from the sound pressure level. The transformation between both magnitudes requires the calculation of the distance between the

micrófono y el avión, que se realiza a partir del retardo existente entre las señales que captan los componentes del array microfónico. microphone and the airplane, which is made from the delay between the signals captured by the components of the microphone array.

Figura 5: Esquema del detector de eventos secundarios. A partir de la evolución temporal del nivel de potencia (Lw) estimado se realiza una detección del evento secundario mediante la aplicación de umbrales de duración y nivel. Atendiendo a la estructura temporal del fenómeno físico, se imponen restricciones a la detección, que debe producirse después de que el avión pase por delante del monitor y debe producir un incremento notable en la evolución Lw(t). Figure 5: Secondary event detector scheme. From the temporal evolution of the estimated power level (Lw), a detection of the secondary event is carried out by applying thresholds of duration and level. In view of the temporal structure of the physical phenomenon, restrictions are imposed on detection, which must occur after the aircraft passes in front of the monitor and must produce a significant increase in the evolution Lw (t).

Figura 6: Esquema general de tiempos. Figure 6: General scheme of times.

DESCRIPCiÓN DE UNA REALIZACiÓN PREFERIDA DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT

Con referencia a las figuras se ilustra un modo de realización de la invención que no debe considerarse limitativo de su alcance sino aclaratorio. With reference to the figures, an embodiment of the invention is illustrated which should not be considered as limiting its scope but rather as clarifying.

El esquema básico de funcionamiento consiste en la detección y clasificación de dos eventos sonoros consecutivos, que en el caso de activación de reversa se corresponderán con un evento producido por el aterrizaje de un avión, seguido de evento asociado a la activación de la reversa. Un ejemplo de diagrama de bloques según la invención aparece en la figura 1. The basic scheme of operation consists of the detection and classification of two consecutive sound events, which in the case of reverse activation will correspond to an event produced by the landing of an aircraft, followed by an event associated with the activation of the reverse. An example of a block diagram according to the invention appears in Figure 1.

Medios de captación Means of collection

La figura 2 muestra un esquema de la localización de los medios de captación 11. Los medios de captación 11 comprenden un array de al menos dos micrófonos 21, 22 que permiten realizar una estimación de la posición del avión 24 sobre la pista 23. Los micrófonos se situarán junto a la pista 23, en una zona donde tanto el aterrizaje, como el sonido producido por la activación de la reversa se destaquen sobre el ruido de fondo. El segmento que une las cápsulas de los dos micrófonos debe ser paralelo a la pista. La mediatriz de dicho segmento será preferiblemente perpendicular a la pista, estando ubicada lo más próximo posible al punto de contacto del avión con la pista y/o lo más alejado posible del punto típico donde se activa la reversa. Preferiblemente, se contará con protección de intemperie frente a lluvia y viento. Es preciso conocer la Figure 2 shows a diagram of the location of the pick-up means 11. The pick-up means 11 comprises an array of at least two microphones 21, 22 that allow an estimation of the position of the aircraft 24 on the runway 23. The microphones they will be located next to runway 23, in an area where both the landing and the sound produced by the activation of the reverse stand out over the background noise. The segment that joins the capsules of the two microphones must be parallel to the track. The mediatrix of said segment will preferably be perpendicular to the runway, being located as close as possible to the point of contact of the aircraft with the runway and / or as far as possible from the typical point where the reverse is activated. Preferably, there will be weather protection against rain and wind. It is necessary to know the

posición del avión en la pista para determinar la distancia entre el micrófono y el avión, y así aplicar el modelo inverso de propagación. De esta manera se puede trabajar con potencia, y no con presión. Más adelante, se tratará esta cuestión. position of the airplane on the runway to determine the distance between the microphone and the airplane, and thus apply the reverse propagation model. This way you can work with power, and not with pressure. Later, this issue will be addressed.

Módulo de detección de evento inicial Initial Event Detection Module

Dada la localización de los medios de captación 11, serán capaces de detectar un evento sonoro cuando una aeronave aterrice (evento inicial 34) y un segundo evento sonoro cuando se active la reversa (evento secundario 53). Given the location of the collection means 11, they will be able to detect a sound event when an aircraft lands (initial event 34) and a second sound event when the reverse is activated (secondary event 53).

El módulo de detección de evento inicial 12 tiene como función detectar todos los eventos sonoros asociados a un aterrizaje, minimizando en la medida de lo posible los falsos positivos producidos por vehículos, aeronaves lejanas, taxi, pruebas de The initial event detection module 12 has the function of detecting all the sound events associated with a landing, minimizing as far as possible the false positives produced by vehicles, distant aircraft, taxi, tests of

motores ... Según se indica en la Figura 3, la detección se realiza sobre la señal captada por el primer micrófono 21. Dicha señal es filtrada mediante un filtro 31 de alta frecuencia (por encima de 4000 Hz). Se calcula el nivel de presión sonora de la señal filtrada mediante el módulo SPL 32 y se realiza mediante el detector 33 la detección mediante umbrales de nivel (dB) y duración (s). Se denomina TO al instante en que se inicia el evento inicial 34. El sonido se atenúa durante su propagación. Dicha atenuación es mayor en altas frecuencias por eso es habitual que las fuentes de ruido lejanas carezcan de energía en alta frecuencia. Sólo las fuentes de ruido muy potentes, o muy cercanas serán capaces de emitir niveles elevados por encima de 4000 Hz. El aterrizaje o despegue de un avión en la pista seleccionada sí lo producirán, pero otras fuentes no. Así se reduce la tasa de falsos positivos. motors ... As indicated in Figure 3, the detection is carried out on the signal picked up by the first microphone 21. This signal is filtered by a high frequency filter 31 (above 4000 Hz). The sound pressure level of the filtered signal is calculated by means of the SPL 32 module and detection by level 33 (dB) and duration (s) thresholds is performed by the detector 33. TO is called the instant the initial event 34 starts. The sound is attenuated during its propagation. This attenuation is higher at high frequencies, so it is common for distant noise sources to lack high frequency energy. Only very strong, or very close, noise sources will be able to emit high levels above 4000 Hz. The landing or takeoff of an airplane on the selected runway will produce it, but other sources will not. This reduces the false positive rate.

Modelador inverso de propagación Reverse propagation modeler

Comentar previamente que cuando una fuente sonora produce sonido, éste lleva asociada una potencia acústica. A partir de este dato, existen normas, como la ISO 9613 que son capaces de calcular el nivel de presión sonora Lp que se puede medir en una localización, en función de la distancia, la directividad de la fuente, temperatura ambiental, presión atmosférica ... En este modelo se basa la ecuación del final del párrafo. En este caso, lo que se mide es Lp(t) con los micrófonos, que corresponde con el nivel de presión. En cambio, se desea determinar la potencia que está Comment previously that when a sound source produces sound, it has an associated acoustic power. From this data, there are standards, such as ISO 9613 that are capable of calculating the sound pressure level Lp that can be measured at a location, depending on the distance, the directivity of the source, ambient temperature, atmospheric pressure. .. The equation at the end of the paragraph is based on this model. In this case, what is measured is Lp (t) with the microphones, which corresponds to the pressure level. Instead, you want to determine the power that is

emitiendo el avión Lw(t). Sólo se consideran el efecto de la distancia r(t) porque no se puede conocer la directividad del avión. El resto de faclores sólo aportan un bias que issuing the plane Lw (t). Only the effect of distance r (t) is considered because the directivity of the aircraft cannot be known. The rest of faclores only contribute a bias that

no importa en la detección. Así que se aplica el modelo simplificado de la ecuación. El detalle del modelador inverso de propagación 14 se muestra en la figura 4. La señal del segundo micrófono 22 es filtrada en baja frecuencia mediante el filtro paso-bajo 44. It doesn't matter in detection. So the simplified model of the equation is applied. The detail of the reverse propagation modeler 14 is shown in Figure 4. The signal from the second microphone 22 is filtered at low frequency by the low-pass filter 44.

A continuación se calcula el nivel de presión sonora con el módulo SPL 45 y se realiza The sound pressure level is then calculated with the SPL 45 module and performed

una transformación de dicha señal a partir de un módulo de propagación inversa 46 a transformation of said signal from a reverse propagation module 46

del sonido basado en la norma ISO 9613. Como resultado se obtiene una estimación 47 de la evolución temporal de la potencia acústica Lw(t) emitida por el avión 24. El modelo implementado por el módulo 46 únicamente contempla el efecto de la divergencia esférica y la atenuación atmosférica, según la siguiente ecuación: of sound based on ISO 9613. As a result, an estimate is obtained 47 of the temporal evolution of the acoustic power Lw (t) emitted by the plane 24. The model implemented by module 46 only contemplates the effect of spherical divergence and atmospheric attenuation, according to the following equation:

r(t)d Lw(t)d=<ip(t) + 20 logrCt) +10001 + Zd (d )d r (t) d Lw (t) d = <ip (t) + 20 logrCt) +10001 + Zd (d) d

Donde Lw es el nivel de potencia en la banda de frecuencias seleccionada (dB), Lp el nivel de presión sonora en dicha banda (dB), r la distancia entre el avión y el sistema de medida (m) y a (dB/km) el coeficiente de absorición atmosférica y Z una constante de ajuste (dB). Tanto el nivel de potencia, como el nivel de presión, como la distancia son señales que evolucionan en el tiempo. Where Lw is the power level in the selected frequency band (dB), Lp the sound pressure level in that band (dB), r the distance between the aircraft and the measurement system (m) and (dB / km) the atmospheric absorption coefficient and Z an adjustment constant (dB). Both the power level, as the pressure level, as the distance are signals that evolve over time.

Lw y Lp se miden en dB, pero en el primer caso se refiere a la potencia que emite una fuente sonora, mientras que en el otro a la presión sonora que se registra en un punto. El cálculo de la distancia r se realiza gracias conjunto microfónico 21 ,22. El retardo entre los micrófonos se calcula a partir de la correlación cruzada. Dicho retardo permite calcular el ángulo de procedencia del sonido. A partir de dicho ángulo, conociendo la distancia entre micrófonos y pista se puede estimar la posición del avión sobre esta, y con ella, la distancia r. Lw and Lp are measured in dB, but in the first case it refers to the power emitted by a sound source, while in the other the sound pressure that is recorded at one point. The calculation of the distance r is done thanks to a microphone set 21, 22. The delay between the microphones is calculated from the cross correlation. Said delay allows to calculate the angle of origin of the sound. From this angle, knowing the distance between microphones and runway you can estimate the position of the plane on it, and with it, the distance r.

Módulo de detección de eventos secundarios Secondary event detection module

Los detalles del módulo de detección de eventos secundarios 15 se pueden ver en la Figura 5. La detección del evento secundario se realiza mediante el detector 52 de umbrales de nivel (dB) y tiempo (s) sobre la evolución temporal de la potencia acústica estimada 47. Para reducir el número de falsos positivos se establece la siguiente sintaxis: The details of the secondary event detection module 15 can be seen in Figure 5. The detection of the secondary event is performed by the level threshold detector 52 (dB) and time (s) on the temporal evolution of the estimated acoustic power 47. To reduce the number of false positives, the following syntax is established:

La detección se producirá a partir del tiempo T1 (necesariamente posterior a Detection will occur from time T1 (necessarily after

TO), que se corresponde al instante en que el avión cruza por delante del eje TO), which corresponds to the instant the plane crosses in front of the axis

de los micrófonos. T1 se calcula a partir del retardo entre las señales of the microphones. T1 is calculated from the delay between the signals

capturadas en MIC1 y MIC2. Debido a que el avión pasa de un lado al otro del monitor, el retardo entre ambos micrófonos sufrira un cambio de signo. Justo el momento en el que dicho cambio se produce marcará el paso del avión por delante del array 21, 22, momento en el que el sonido llega simultáneamente a ambos micrófonos 21, 22. En el caso de que T1 no sea encontrado durante el transcurso del evento inicial, no se proseguirá con la detección del evento secundario. En el caso de que se detecte T1 , se procederá a la búsqueda de captured in MIC1 and MIC2. Because the plane passes from one side of the monitor to the other, the delay between the two microphones will undergo a sign change. Just the moment in which said change occurs will mark the passage of the plane in front of the array 21, 22, at which time the sound arrives simultaneously to both microphones 21, 22. In the event that T1 is not found during the course of the initial event, the detection of the secondary event will not continue. In the event that T1 is detected, the search for

T2. T2

La detección se producirá a partir de T2, instante en que por primera vez tras T1 la pendiente de la evolución temporal de la potencia pasa de ser negativa a ser positiva (cruce por cero). Esta situación determina un nuevo incremento del nivel sonoro. En el texto se explica cómo se identifica T1 (si no se identifica T1 , no se prosigue la detección). Después se busca T2, (si no se detecta, no se prosigue la detección). A partir de T2, se realiza la detección de umbrales. The detection will occur from T2, at which time for the first time after T1 the slope of the temporal evolution of the power goes from being negative to being positive (zero crossing). This situation determines a new increase in the sound level. The text explains how T1 is identified (if T1 is not identified, detection is not continued). Then T2 is searched, (if it is not detected, detection is not continued). From T2, threshold detection is performed.

Para reducir el número de falsos positivos, la determinación del instante T2 se realiza mediante umbrales de duración (s) y nivel (dB/s) sobre la pendiente de la potencia estimada. De esta manera se eliminan pequeñas fluctuaciones esporádicas, asegurando que el incremento de Lw se debe a la existencia de un nuevo evento sonoro de importancia. To reduce the number of false positives, the determination of the instant T2 is performed by thresholds of duration (s) and level (dB / s) on the slope of the estimated power. In this way, small sporadic fluctuations are eliminated, ensuring that the increase in Lw is due to the existence of a new important sound event.

Clasificador estadístico 13,16 Statistical Classifier 13,16

De acuerdo con la figura 1, tanto el evento inicial 34 como el secundario 53 son presentados a la entrada de sendos clasificadores estadísticos 13, 16 que los clasifican como ruido de aterrizaje, reversa u otro. Para realizar la función se realiza un proceso de extracción de características. Las características se extraen preferiblemente de 3 segundos de señal correspondientes a los eventos: According to Figure 1, both the initial event 34 and the secondary event 53 are presented at the entrance of two statistical classifiers 13, 16 that classify them as landing, reverse or other noise. To perform the function, a feature extraction process is performed. The characteristics are preferably extracted from 3 seconds of signal corresponding to the events:

En el caso del evento inicial, el intervalo temporal para la extracción de características se centra en el instante T1 (paso del avión frente al monitor). En el caso del evento secundario, el intervalo temporal se centra en T3, instante tras T2 en que la pendiente vuelve a cruzar O, esta vez en sentido descendiente. T3 refleja un máximo local de Lw. In the case of the initial event, the time interval for the extraction of characteristics is centered on the instant T1 (passage of the plane in front of the monitor). In the case of the secondary event, the time interval is centered on T3, instant after T2 in which the slope crosses again O, this time in descending direction. T3 reflects a local maximum of Lw.

Dicho de otra forma, primero se realiza una detección de eventos y después tiene que clasificarlos. Respecto al evento inicial, primero hay que detectarlo, y empieza en TO. In other words, an event detection is performed first and then you have to classify them. Regarding the initial event, it must first be detected, and it starts at TO.

Después se busca T1 , luego T2, y luego se detecta el evento secundario. Si tenemos dos eventos detectados, se pasa a clasificarlos, y para eso hay que extraer sus características. Para extraerlas se han elegido unos momentos que son T1 en el evento inicial y T3 en el secundario. Dentro del evento inicial habrá un instante T1 > que Then T1 is searched, then T2, and then the secondary event is detected. If we have two events detected, we will classify them, and for that we must extract their characteristics. To extract them, moments that are T1 in the initial event and T3 in the secondary have been chosen. Within the initial event there will be an instant T1> that

5 es el que se utiliza para extraer las características. No se extraen características usando todo el evento, preferentemente sólo 3 segundos centrados en T1 . Lo mismo con el evento secundario, pero en este caso se toman preferentemente 3 segundos centrados en T3. Con una ventana hanning de 100 ms de duración, se calculan las FFT en el intervalo 5 is the one used to extract the characteristics. No features are extracted using the entire event, preferably only 3 seconds centered on T1. The same with the secondary event, but in this case it takes preferably 3 seconds centered on T3. With a hanning window of 100 ms duration, the FFTs are calculated in the interval

10 de 3 segundos y se calcula un espectro promedio del evento. El vector de características resultante es normalizado, para posteriormente realizarse un análisis peA (principal component analysis) con el objetivo de reducir la dimensión. Se trata de un procedimiento matemático que realiza una transformación ortogonal para convertir un conjunto de datos de va riables posiblemente correladas en un conjunto de datos de 10 of 3 seconds and an average spectrum of the event is calculated. The resulting feature vector is normalized, to subsequently perform a peA (main component analysis) analysis in order to reduce the dimension. This is a mathematical procedure that performs an orthogonal transformation to convert a data set of possibly correlated variables into a data set of

15 variables linealmente incorreladas, que son lo que denominamos componentes principales. El vector resultante es clasificado por los clasificadores estadísticos 13, 15 linearly incorrect variables, which are what we call principal components. The resulting vector is classified by statistical classifiers 13,

16. 16.

Módulo de identificación de reversa 17 Reverse Identification Module 17

En el caso de que se hayan detectado dos eventos sonoros que cumplan los requisitos definidos anteriormente (inicial + secundario), y que estos hayan sido clasificados respectivamente como aterrizaje y reversa, se identificará la activación de reversa. El módulo de identificación de reversa 17 reportará un listado de reversas identificadas. In the event that two sound events have been detected that meet the requirements defined above (initial + secondary), and that these have been classified respectively as landing and reverse, the reverse activation will be identified. Reverse identification module 17 will report a list of identified reversals.

25 Para cada una de ellas puede suministrar opcionalmente: Grabación correspondiente: con instante inicial marcado por una antelación de 10 segundos sobre TO, y una duración de 90 segundos. Instante y duración del evento aterrizaje y el evento reversa. Instantes T1 Y T3. 25 For each of them you can optionally provide: Corresponding recording: with initial instant marked by a 10-second advance on TO, and a duration of 90 seconds. Instant and duration of the landing event and the reverse event. T1 and T3 moments.

30 Espectro de los eventos aterrizaje y reversa. Resultado de clasificación: clase y probabilidad. 30 Spectrum of landing and reverse events. Classification result: class and probability.

En la figura 6 se muestra un esquema que recoge la distribución de eventos e instantes temporales mencionados. Figure 6 shows a scheme that includes the distribution of events and temporary moments mentioned.

De acuerdo con la Figura 6, el delector inicial determina TO, que es el instante de inicio del evento inicial. Sólo a partir de ese momento se buscara el tiempo de paso del avión por delante del array microfónico 21,22 (T1). Hasta este momento, la potencia sonora (Lw) puede haber evolucionado de diferentes maneras, siendo irrelevante. A 5 partir de T1 se analiza la pendiente de Lw, buscando un cruce por O ascendente (el requisito es pendiente positiva tras pendiente negativa, ambas). Cuando este cruce es el inicio de una subida importante y duradera del nivel, se marca T2. A partir de este momento se realiza la detección del evento secundario por umbrales. T3 corresponderá con el primer cruce por cero descendiente en la pendiente, posterior a According to Figure 6, the initial delegate determines TO, which is the start time of the initial event. Only from that moment on will the plane's passage time in front of the 21.22 (T1) microphone array be searched. Until now, the sound power (Lw) may have evolved in different ways, being irrelevant. From 5 onwards, the slope of Lw is analyzed, looking for an ascending O-crossing (the requirement is positive slope after negative slope, both). When this crossing is the beginning of a significant and lasting rise in the level, T2 is marked. From this moment the detection of the secondary event by thresholds is performed. T3 will correspond to the first crossing by zero descending on the slope, after

10 T2. T3 se corresponderá con un máximo local de Lw(t). 10 T2. T3 will correspond to a local maximum of Lw (t).

Posible realización del sistema de captación 11: Utilización de 2 micrófonos cardioides 21, 22 con el objetivo de minimizar el ruido de fondo al captar se el sonido principalmente de su parte frontal, Possible realization of the collection system 11: Use of 2 cardioid microphones 21, 22 with the aim of minimizing background noise when capturing the sound mainly from its front part,

15 rechazando lo que llega por la parte posterior. Micrófono 21 orientado hacia la zona de flotación 25, y micrófono 22 orientado hacia la zona de frenada 23. Ángulo entre los ejes de los micrófonos 120°. Distancia entre micrófonos 32cm. 15 rejecting what comes from the back. Microphone 21 oriented towards the flotation zone 25, and microphone 22 oriented towards the braking zone 23. Angle between the axes of the microphones 120 °. Distance between microphones 32cm.

20 Eje del conjunto (mediatriz del segmento que une las dos cápsulas 20 Axis of the set (mediatrix of the segment that joins the two capsules

microfónicas) perpendicular a la pista. Distancia del conjunto a la pista: 90m. Micrófonos colocados sobre base dura e impermeable situada en el suelo, para minimizar la influencia del viento). microphones) perpendicular to the track. Distance from the set to the track: 90m. Microphones placed on hard and waterproof base located on the floor, to minimize the influence of wind).

25 Protección de intemperie. Detector evento inicial: Filtrado: 5000 a 5200 Hz Modelo inverso de propagación: Filtrado: 50 a 1000 Hz 30 Absorción atmosférica 6dB/Km 25 Weather protection. Initial event detector: Filtering: 5000 to 5200 Hz Reverse propagation model: Filtering: 50 to 1000 Hz 30 Atmospheric absorption 6dB / Km

Detección evento secundario: Pendiente: estimación cada 250ms, ventana 2s, método de cálculo regresión lineal (Ieast mean square). Secondary event detection: Pending: estimate every 250ms, 2s window, linear regression calculation method (Ieast mean square).

35 A continuación se comenta la figura 6 mediante la siguiente tabla de tiempos: 35 Figure 6 is discussed below using the following time table:

TO TO: Instante en el que se detecta el evento inicial. Lo determina del delector de evento inicial (fig 3). A partir de este momento se inicia el proceso de detección de la activación de la reversa. Instant in which the initial event is detected. It is determined by the initial event delector (fig 3). From this moment, the reverse activation detection process begins.

T1 T1: Instante en el que el avión cruza del eje del array, pasando por delante de la posición que este ocupa. En el caso de la invención se determina a partir de un análisis del retardo en la señal de los micrófonos. Dependiendo de la posición del avión el sonido llegará antes a uno de los dos micrófonos, y llegará a ambos a la vez cuando el origen del sonido está a la misma distancia de ambos micrófonos. A partir de T1 se inicia la búsqueda de T2. En el caso de que se detecten los dos eventos (inicial y secundario), T1 será utilizado como intervalo de referencia para realizar la extracción de características del evento inicial. Instant in which the plane crosses the axis of the array, passing in front of the position it occupies. In the case of the invention, it is determined from an analysis of the delay in the signal of the microphones. Depending on the position of the plane the sound will arrive before one of the two microphones, and will reach both at the same time when the origin of the sound is at the same distance from both microphones. From T1 the search for T2 starts. In the event that the two events (initial and secondary) are detected, T1 will be used as a reference interval to perform the extraction of characteristics of the initial event.

T2 T2: A partir de Lw(t) se calcula la pendiente a largo plazo de esta señal. Por cada valor de Lw(t) se calcula mediante una regresión lineal la pendiente media de los próximos 2 segundos de Lw(t). Después de T1 la pendiente empezará a ser negativa, y si se activa la reversa Lw(t) volverá a crecer. En el caso de que la pendiente de subida supere un determinado valor (dB/s) durante un determinado tiempo se considera que existe un evento significativo. A este instante le llamamos T2. A partir de T2 se inicia el proceso de detección del evento secundario. The long-term slope of this signal is calculated from Lw (t). For each value of Lw (t) the average slope of the next 2 seconds of Lw (t) is calculated using a linear regression. After T1 the slope will begin to be negative, and if the reverse is activated Lw (t) will grow again. In the event that the slope of rise exceeds a certain value (dB / s) during a certain time, a significant event is considered to exist. At this moment we call it T2. As of T2, the secondary event detection process begins.

T3 T3: En el caso de que se detecte un evento secundario, T3 será el instante que se toma como referencia para realizar la extracción de características de dicho evento. Necesariamente es posterior a T2. Este instante se determina a partir de la pendiente de Lw(t), cuando tras T2 (cruce por cero ascendente) cruza nuevamente cero en sentido descendente. In the event that a secondary event is detected, T3 will be the moment taken as a reference to perform the extraction of characteristics of said event. It is necessarily after T2. This instant is determined from the slope of Lw (t), when after T2 (crossing zero ascending) it crosses zero again downwards.

APLICACiÓN INDUSTRIAL El sistema permite detectar la activación de la reversa, lo que permitirá su utilización como un sistema de inspección de los aterrizajes en el aeropuerto. Por otra parte, integrado con una unidad de monitorizado de ruido, o con un sistema de monitorizado, permitirá realizar la medición de la contaminación acústica producida por la activación de la reversa, tanto para una operación concreta (en términos de nivel de exposición sonora LE, o nivel máximo LAl'max) , como a nivel general (en términos de nivel sonoro equivalente día/tarde/noche , Ld, Le, Ln, Lden) INDUSTRIAL APPLICATION The system allows to detect the activation of the reverse, which will allow its use as an inspection system for landings at the airport. On the other hand, integrated with a noise monitoring unit, or with a monitoring system, it will allow to measure the noise pollution caused by the activation of the reverse, both for a specific operation (in terms of LE exposure level , or maximum level LAl'max), as in general (in terms of the equivalent sound level day / afternoon / night, Ld, Le, Ln, Lden)

REFERENCIAS NUMÉRICAS: NUMERICAL REFERENCES:

11 Módulo de captación. 12 Módulo de detección del evento inicial. 13 Módulo clasificador de aterrizaje. 14 Módulo de propagación inversa. 15 Módulo de detección del segundo evento. 16 Módulo clasificador de reversa. 21 Primer micrófono. 22 Segundo micrófono. 23 Zona frenada de la pista. 24 Aeronave. 25 Zona flotación de la pista. 31 Filtro paso-alta. 32 Medidor niveles de presión sonora. 33 Detector de umbrales 34 Evento inicial, primer evento. 41 Módulo estimador de retardo. 42 Módulo estimador del ángulo de procedencia. 43 Módulo estimador de la distancia. 44 Filtro paso-baja. 45 Módulo estimador del ángulo de procedencia. 46 Módulo de propagación inversa. 47 Evolución temporal del nivel de potencia Lw(t). 51 Analizador de pendiente. 52 Módulo detector de umbrales para el evento secundario. 53 Evento secundario, segundo evento. 11 Capture module. 12 Initial event detection module. 13 Landing classifier module. 14 Reverse propagation module. 15 Detection module of the second event. 16 Reverse classifier module. 21 First microphone. 22 Second microphone. 23 Track braking area. 24 Aircraft 25 Floating zone of the track. 31 High pass filter. 32 Sound pressure level meter. 33 Threshold detector 34 Initial event, first event. 41 Delay estimator module. 42 Source angle estimator module. 43 Distance estimator module. 44 Low pass filter. 45 Source angle estimator module. 46 Reverse propagation module. 47 Temporal evolution of the power level Lw (t). 51 Slope analyzer. 52 Threshold detector module for the secondary event. 53 Secondary event, second event.

Claims

1.-Procedure for detecting the activation of the reverse on the landing of a Aircraft characterized by comprising: - record the sound, with a collection means (11) comprising:

-a first microphone (21) oriented towards the flotation zone (25) of the track from an airport, -a second microphone (22) oriented towards the brake track (23) of the track from an airport,

--: detectar un primer evento si el nivel de presión sonora medido en el primer micrófono detect a first event if the sound pressure level measured in the first microphone

(21) exceeds a first threshold, Pr1, of sound pressure level during a first time interval, -detect the moment, T1, in which the plane passes in front of the systems catchment, -estimate the distance r (t) of the collection means (11) to the aircraft (24) from angle of origin of the sound calculated by cross correlation, -calculate the sound power, Lw (t), using the measured sound pressure level, Lp (t), and of the estimated distance, r (t), -detect a second event if, after detecting the first event, the slope of Lw (t) exceeds a threshold during a second time interval, a condition that is met in the moment T2, and also, after T2 the sound power level exceeds a Pot2 threshold during a third time interval, -classify to identify the first event as landing of the aircraft and second event as reverse activation based on recognition pattern statistic.

2. Method according to claim 1, characterized in that the microphones (21, 22) are cardioid and their axes form an angle between 90 ° and 180 °.

3. Method according to claim 2, characterized in that the line connecting the capsules of the microphones is parallel to the track (25,23).

4. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises analyzing the sound captured by the microphones (21,22) to identify the moment, T1, in which the time delay of the sound captured by both changes sign.

5. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that detecting a first event comprises: filtering the first microphone's high-pass signal (21), measuring the sound pressure level in said signal, Lp (t), and perform a detection by thresholds on Lp (t).

6. Method according to claim 5, characterized in that the filtering frequency is chosen in a range between 5 KHz and 5.2 kHz.

7. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that calculating the sound power, Lw (t), is performed according to an inverse propagation model that considers spherical divergence and atmospheric attenuation of sound.

Method according to claim 7, characterized in that it comprises: filtering the second microphone signal (22), measuring the sound pressure level of said signal, Lp (t), estimating the associated sound power level, Lw (t), and perform a detection by thresholds on Lw (t).

9. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that detecting the second event comprises calculating the moment, T3, in which the slope of Lw (t) changes its sign to negative by presenting a local maximum.

10. Method according to claim 9, characterized in that it comprises calculating the slope of Lw (t) by linear regression.

11.-Reverse activation detection system at the landing of a Aircraft characterized by comprising: -a pickup module (11) configured to record sound, comprising:

-a detection module (12,15,15,33,52) configured to detect a first event if the pressure level measured in the first microphone (21) exceeds a first threshold, Pr1, of sound pressure during a first time interval, -a estimator module (4 1.42.43) configured to estimate the distance r (t) of the collection means (11) to the aircraft (24) from the angle of origin of the sound calculated by cross correlation, -a reverse propagation module (14) configured to calculate the sound power, lw (t), from the measured sound pressure level, Lp (t), and the estimated distance, r (t), -the detection module (12,15,33,52) configured to detect a second event if, after detecting the first event, the slope of Lw {t) exceeds a threshold during a second time interval, a condition that is met at time T2 and also, after T2 the sound power level exceeds a Pot2 threshold during a third time interval, -two classifier modules (13, 16) in charge of classifying to identify the first event as landing of the aircraft and the second event as activation of the Reverse by applying statistical pattern recognition techniques.

12. System according to claim 11, characterized in that the microphones (21,22) they are cardioid and their axes form an angle between 909 and 1809 each other •

13. System according to any one of the preceding claims 11 or 12, characterized in that it comprises analyzing the sound captured by the microphones (21, 22) to identify the moment, T1, in which the temporary delay of the sound caught by both changes sign.

14. System according to any one of the preceding claims 11 to 13, characterized in that detecting a first event comprises: filtering the signal high-pass

del primer micrófono (2 1), medir el nivel de presión realizar una detección mediante umbrales sobre Lp(t). of the first microphone (2 1), measure the pressure level perform a detection by thresholds on Lp (t).: sonora en dicha señal, Lp(t), y sound in said signal, Lp (t), and

5 5: 15.Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 11 a 14, caracterizado por que comprende: filtrar paso-bajo la señal del segundo micrófono (22), medir el nivel de presión sonora de dicha señal, Lp(t), estimar el nivel de potencia acústica asociado, Lw(t), y realizar una detección mediante umbrales sobre Lw(t). 15. System according to any one of the preceding claims 11 to 14, characterized in that it comprises: filtering the second microphone's signal low-pass (22), measuring the sound pressure level of said signal, Lp (t), estimating the level of associated acoustic power, Lw (t), and perform a detection by thresholds on Lw (t).

lO the: 16.-Sistema según la reivindicación 15, caracterizado por que la frecuencia de filtrado se elige en un rango comprendido entre 100 Hz y 1 kHz. 16. System according to claim 15, characterized in that the filtering frequency is chosen in a range between 100 Hz and 1 kHz.