[发明专利]执行翼尖保护的系统和方法

说明书

优先权

本申请要求2012年9月27日提交的美国临时申请(序列号No.61／706,632)的权益。

背景技术

利用雷达来检测对飞机翼尖的威胁面临如下问题：对于具有宽翼展的大型飞机，在机场周围常常会发现的诸如地面交通工具和人员、车道标志和跑道排水沟的许多特征，在机翼和传感器靠近或经过它们时，都可能用来触发误威胁。防碰撞系统必须具有非常低的误报警率以有助于操作员。由于机翼高度相对范围的一般比例，使用非常窄的波束图案来区分威胁是失败的，所述比例可高达100：1，见图1。因此，实际确定物体的高度的能力或在机库打开幕装置(proscenia)的情况下(上部净空)是非常重要的。

发明内容

本发明提供了创建检测的狭窄垂直路径的系统和方法，其允许强制执行固定的“禁区”，所述禁区是狭窄的并且不随着范围变宽。这种方法的优点是区域或走廊不随着范围变宽，允许固定的禁区，所述禁区将忽略将在机翼的上方或下方经过的物品。

设置在交通工具上的示例性系统包括：接收雷达反射信号的至少两个垂直分开的天线、处理器和输出装置。处理器接收由天线接收的雷达反射信号，确定由雷达反射信号区别的任何障碍物的垂直位置，并确定障碍物是否在预定义的警报区域内。如果任何障碍物在警报区域内，则输出装置输出警报。预定义的警报区域与交通工具的突出部分相关。

在本发明的一个方面，处理器进一步通过如下步骤来确定垂直位置：取得对应雷达反射信号的相位差并基于相位差确定垂直位置。

在本发明的另一个方面，交通工具的突出部分包括机翼的一部分或附着到机翼的机舱的一部分中的至少一个。

在本发明的又另一个方面，该系统包括存储器装置，所述存储器装置基于相关联的所确定的垂直位置信息，在三维缓冲器中储存障碍物信息。

在本发明的又一个方面，预定义的警报区域包括空间体积，所述空间体积沿着交通工具结构的正向投影或交通工具结构的当前路径中的至少一个。

在本发明的另外一个方面，预定义的警报区域具有恒定的上限、恒定的下限、第一距离界限和第二距离界限，其中预定义的警报区域的形状基于预定义的报警区域所涉及的交通工具结构。

附图说明

下文参考下面的附图详细地描述本发明的优选和替换的实施例：

图1是根据本发明实施例的实施翼尖防碰撞系统的飞机的侧视图；

图2是根据本发明实施例形成的交通工具的示意图像；

图3是具有确定的禁区的飞机的侧视图；

图4是具有禁区的飞机的俯视图；

图5是示出了用于入射信号的相位检测的具有双信道输入的概念性传感器的代表性波束图案的曲线图；

图6是示出了从给定目标高度起的相对相位偏移量的曲线图；

图7是由图2中示出的系统产生的用户界面图像；

图8和9是具有确定的机翼和机舱禁区的飞机的侧视图和俯视图。

具体实施方式

在一个实施例中，如图2所示，飞机20包括示例性的机场地面防碰撞系统(ASCAS)18。ASCAS18包括水平和垂直区别雷达传感器26，将所述传感器26包括在飞机灯模块30内或设置在飞机20周围的其他位置(例如垂直尾翼)处。灯模块30还包括导航／位置灯34、处理器36以及通信装置38。传感器26通过通信装置38(有线或无线)与用户接口(UI)装置44通信。

在一个实施例中，UI装置44包括处理器50(可选)、通信装置(有线或无线)52、以及一个或多个警报装置54。基于传感器导出和处理的信息，UI装置44提供声音和／或视觉提示(例如，通过耳机、平板电脑等)。

基于来自雷达传感器26的信息，UI装置44提供下面功能的部分或所有：检测和跟踪入侵者障碍物，估计威胁并把威胁按优先顺序排好，雷达控制，以及宣布并确定行动。一旦已经产生与检测相关联的警报，则由操作员手动地或由自动化系统(例如，自动刹车)自动地执行防碰撞行动(例如，停止飞机，绕过障碍物)的实行。

在一个实施例中，由在UI装置44处的处理器36和／或处理器50来完成雷达信息的处理。

在一个实施例中，在其他机身区域处安装天线，例如在每个发动机上方或在飞机的机头处，等等。即使天线不在翼尖处，缓存(存储)反射数据(雷达回波数据)，因此允许显示图像120。

来自多个雷达系统的信息可以用来获得相对于飞机20、翼尖、机舱和／或其它飞机结构的全覆盖。在一个实施例中，将所有的雷达反射数据存储在以交通工具(例如，飞机)作为参考的三维缓冲器中。