[发明专利]帮助评估飞行器在受限环境遵循的飞行路线的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于帮助评估供飞行器、特别是运输机在受限环境下遵循的飞行路线的方法和装置。

背景技术

在本发明的范围内，受限环境指在飞行器位置周围确定的且可能包含物体(或障碍物)的环境(或给定形状和尺寸的空间区域)，特别是出于明显的安全原因或简单地由于飞行舒适度的原因，飞行器应避免与所述物体发生碰撞，所述物体可以是固定物体，例如山脉或山丘，或者是活动物体，例如天气干扰区，尤其是风暴区或其它飞行器。

本发明被应用于供飞行器遵循的所有类型的飞行路线中。其可特别涉及由飞行器的管理飞行的系统或者能提供未来路线的几何形状预测的其它常用系统传递的飞行路线。其还可以涉及在飞行过程中生成的路线或者存储的飞行平面。

本发明的目的在于允许飞行器的飞行员评估这样的飞行路线的有效性，所述飞行路线在(具有例如在相同空间中演变的风暴区或其它飞机的)动态环境下被考虑，其目的尤其在于为机组人员在所述的受限环境下在飞机上进行决策提供支持。

目前，在飞行器的驾驶室中为评估路线提供支持和帮助的工具并不存在。特别地，ND型(英语为《Navigation Display》)常用导航屏显示当前飞行平面，但不提供涉及例如有关该飞行平面的裕度/余量(marges)的任何信息。

发明内容

本发明的目的在于弥补所述缺点。本发明涉及一种用于帮助飞行器，尤其是运输机的机组人员，评估由该飞行器在受限环境下，即可能含有固定和活动障碍物的环境下遵循的任一飞行路线的方法。

根据本发明，所述方法的特征在于：

A/参考至少有关飞行器周围环境的含有活动障碍物的至少一个第一数据库以及含有固定障碍物的至少一个第二数据库，自动确定所述飞行路线的多个相继的点，即测试点，且对所述飞行路线的各所述连续测试点分别以自动方式实施以下操作：

a)估算飞行器在考虑的测试点的通过时刻；

b)借助所述第一数据库，推导在所述通过时刻活动障碍物的位置；且

c)实施碰撞测试，用于验证在所述测试点处垂直于飞行器移动矢量而设置的测试矢量是否一方面阻挡了在该通过时刻所推导的位置上的活动障碍物，而另一方面阻挡了所述第二数据库的固定障碍物，且确定出位于所考虑的测试点的两侧，且取决于所述碰撞测试的结果的临界点；

B/以自动方式连接所有由此确定的临界点，从而在所述飞行路线周围形成被称为自由区的区域；且

C/在飞行器的显示屏上自动显示所述飞行路线，以及与该飞行路线相关的，能帮助评估所述飞行路线的自由区。

因此，通过本发明，可以清晰显示在动态环境中所确定的飞行路线周围的免于所有障碍物的自由区。该自由区体现了飞行器在完整的飞行路线上可能的回旋裕度。因此，在驾驶室的显示屏上显示该区域能帮助机组人员，尤其是飞行员对所考虑的路线上的导航的复杂性进行非常快速的评估。

根据本发明的方法尤其具有以下优点：

-其因此能为机组人员在飞机上决策中提供支持。飞行员的推导能力不足以使其能在策略上评估所遵循的飞行路线是否能避开活动的动态障碍物(例如风暴单元)的碰撞。本发明对环境的潜在变化进行分析，且借助单次显示，呈现能评估路线有效性的信息；且

-除了分析路线是否横穿被认为危险的区域，根据本发明的方法还在完整的路线(的基础)上提供了一自由度区(自由区)，该自由区显示了飞行器的回旋裕度。把该区域显示在显示屏上，可以允许机组人员对沿所考虑的飞行路线驾驶的特征和风险进行迅速的评估。

本发明因此提供了单次显示，该显示体现了在给定的时刻窗(funêtrede temps)内相对于飞行路线的整体环境变化。

在本发明的范围中，可以在水平(侧向)平面或竖直平面上实施所述碰撞测试，且更一般地实施本发明。然而，在优选的实施方式中，可以同时在水平平面和竖直平面上实施本发明，从而确定并提供在所考虑的飞行路线的周围的整体空间上被定义的自由区。

此外，有利地，如果飞行路线的一部分穿过所述第一和第二数据库的任一(固定或活动的)障碍物，把该情况特别通过自由区的缺失和受影响路线的部分超亮地在步骤C/实现的明显的显示中。

此外，有利地：

-在步骤A/，把沿飞行路线的相继的点自动确定为测试点，所述相继的点每次以不变的距离被相互隔开；且/或

-在步骤A/a，根据前面的测试点上估测的通过时刻以及飞行器的估测速度，估算所考虑的测试点上的通过时刻。

为了实施本发明，使用一个或多个含有活动(或动态)障碍物的第一数据库。特别地，有利地，在步骤A/：