辅助避免在机场上滑行的飞机侵入到跑道上的方法和系统与流程

本发明涉及用于辅助避免在机场上滑行的飞机侵入到机场的跑道上的方法和系统。

背景技术：

1、在本发明的上下文中，以下定义适用：

2、-跑道是机场的交通车道(飞机可以在该交通车道上行驶)，该交通车道专门意图供飞机起飞和/或降落用，更常见地被称为起飞/着陆跑道；和

3、-侵入到跑道上是在机场上行驶的飞机、例如运输机进入到所考虑的跑道上，针对该跑道，该飞机没有从机场的空中交通管制(atc)当局接收到进入许可。

4、已知运输机常常装备有“raas”(代表“跑道感知与咨询系统”)类型的关于跑道的飞行员信息功能，该飞行员信息功能一般来说被合并在egpws(代表“增强型近地警告系统”)类型的复杂近地警告系统中。这样的功能为飞机的机组人员提供对跑道的情形的更好了解，使通过在地面上滑行时以及时的方式发射意图供机组人员用的消息(视觉和听觉)来降低侵入到跑道上的事故概率成为可能。为了做到这一点，raas系统使用存储在地形数据库中的、与来自gps(代表“全球定位系统”)类型的卫星定位系统和其他标准嵌入式传感器的数据耦合的机场数据来监控飞机在机场上的移动。raas系统在关键位置、例如在接近跑道时发射视觉和听觉警报。然而，raas系统不考虑进入或不进入到飞机正在接近的跑道上的(由空中交通管制直接并且口头给予飞机的飞行员的)许可。

5、因此，该标准辅助系统可以进一步被增强，尤其考虑飞机的飞行员的失误或无能力。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是改进提供给飞机飞行员的帮助以避免侵入到跑道上。为此，本发明涉及一种用于辅助避免在机场上滑行的飞机侵入机场的跑道的方法。

2、根据本发明，所述方法至少包括以下步骤：

3、-由监视单元实施的监视步骤，至少用于勘测机场，以便能够经由光学检测、优选地视觉检测来检测一个或多个特征元素，所述特征元素包括对应于地面上停止标记的强制性特征元素，所述一个或多个特征元素与机场的跑道的滑行等待位置有关，用于确定飞机相对于滑行等待位置的当前相对位置，针对该滑行等待位置至少已检测到强制性特征元素，以及用于如果适当的话，至少基于飞机的该当前相对位置和参数(速度、制动能力等)来检测飞机到机场的所述跑道上的未来进入；

4、-由数据接收单元实施的数据接收步骤，至少用于接收进入到跑道上的至少一个许可；

5、-由验证单元实施的验证步骤，至少在到所述跑道上的未来进入在监视步骤中被检测到的情况下用于通过考虑(如果适当的话)在数据接收步骤中接收到的一个或多个进入许可来检查该未来进入是否被许可，并且用于如果该未来进入未被许可，则推断出未来侵入；以及

6、-由至少一个避免辅助单元实施的避免辅助步骤，至少在验证步骤中推断出的未来侵入的情况下用于实施意图用于辅助避免(防止)所述未来侵入的至少一个动作。

7、因此，该方法尤其一方面能够使用(在下文中所指定的)光学检测来检测飞机(在该飞机上实施所述方法)到跑道上的未来侵入(即未经许可的未来进入)、也就是说潜在侵入，并且另一方面能够向飞机的飞行员提供辅助以避免在这样的情形下侵入，并且特别是如在下文中所指定的那样通过(使用一个或多个警报和/或地面导航辅助消息)改进飞行员关于实际情形的认识和/或通过提供作为最后手段的保护(通过实施自动制动)来这样做，特别是以避免飞行员失误或无能力可能具有的后果。

8、该方法在滑行阶段中和/或在过渡阶段中被实施，该过渡阶段通常是在一方面起飞阶段或着陆阶段与另一方面这样的滑行阶段之间的阶段。优选地，监视步骤包括数据处理步骤，该数据处理步骤被实施至少用于确定对应于所谓的侵入时间并且至少取决于飞机的所述当前相对位置和飞机的所述参数的至少一个当前警报包络，以及用于如果当前警报包络到达滑行等待位置，针对该滑行等待位置至少已检测到强制性特征元素，则检测到到跑道上的未来进入。

9、有利地，每个警报包络对应于被投射到飞机前面的地面上的半圆，该半圆以飞机的机头为中心并且具有作为对应的预定的侵入时间的函数通过考虑至少以下参数来计算的半径：飞机相对于所考虑的滑行等待位置的相对位置以及飞机的所述参数(速度、制动能力等)以及可能在飞机上所生成的减速命令。

10、优选地，数据处理步骤确定多个当前警报包络，这些警报包络对应于(与不同的警报级别有关的)不同的侵入时间。

11、在特定实施例中，如果对应的当前警报包络到达滑行等待位置，则避免辅助步骤发射与第一类型的警报包络相关联的第一警报消息，并且如果对应的当前警报包络到达滑行等待位置，则代替该第一警报消息，发射与涉及更高警报级别的第二类型的警报包络相关联的第二警报消息，在发射第一警报消息和第二警报消息之间的转变以滞后来实施。

12、有利地，数据接收步骤包括以下子步骤中的至少一个：

13、-由飞机的飞行员手动录入进入到跑道上的至少一个许可的子步骤；和

14、-自动录入进入到跑道上的至少一个许可的子步骤。

15、另外，有利地，数据接收步骤包括自动检测与机场的跑道的滑行等待位置的地面上停止标记相关联的至少一个灯光指示器的开启状态的子步骤。

16、在本发明的上下文中，“光学检测”被理解为意指由光电子装置和传感器实施的检测，该检测在于根据电磁辐射(例如红外线或可见光)的采集来形成图像。优选地，光学检测是所谓的视觉检测，针对该视觉检测，检测可见辐射。

17、在优选实施例中，为了光学检测的实施，监视步骤包括：

18、-(例如在可见光中或在红外线中)对飞机外部的环境成像的子步骤；和

19、-处理在所述成像子步骤中所拍摄的图像中的至少一些图像的子步骤，以便如果适当的话，当与滑行等待位置有关的特征元素被表示在所处理的图像中的至少一个图像上时，检测该特征元素。

20、有利地，图像处理子步骤实施以下技术中的至少一个：

21、-使用人工智能的技术；

22、-图像处理技术。

23、在优选实施例中，除强制性特征元素之外，与滑行等待位置有关的所述一个或多个特征元素包括以下辅助特征元素中的至少一个：

24、-地面上标记；

25、-灯光指示器；

26、-指示标记或面板。

27、此外，有利地，监视步骤包括数据处理步骤，该数据处理步骤至少被实施用于确定至少一个当前警报包络，该至少一个当前警报包络对应于所谓的侵入时间并且至少取决于飞机的所述当前相对位置和飞机的所述参数，以及用于如果当前警报包络到达滑行等待位置，针对该滑行等待位置至少已检测到强制性特征元素，则检测到到跑道上的未来进入。

28、此外，有利地，避免辅助步骤至少被实施用于(在飞机的驾驶舱中)发射以下消息中的至少一个：警报消息、地面导航辅助消息，所述消息以以下形式中的至少一个被发射：视觉、听觉。

29、另外，有利地，避免辅助步骤至少被实施用于至少在发射至少一个消息之后没有来自飞行员的适当动作的情况下自动生成飞机的制动。

30、本发明还涉及一种用于辅助避免在机场上滑行的飞机侵入到机场的跑道上的系统。

31、根据本发明，所述系统至少包括：

32、-监视单元，该监视单元被配置为勘测机场，以便能够经由光学检测来检测一个或多个特征元素，所述一个或多个特征元素包括对应于地面上停止标记的强制性特征元素，所述一个或多个特征元素与机场的跑道的滑行等待位置有关，确定飞机相对于滑行等待位置的当前相对位置，针对该滑行等待位置至少已检测到强制性特征元素，以及如果适当的话，则至少基于该当前相对位置和飞机的参数来检测飞机到机场的所述跑道上的未来进入；

33、-数据接收单元，该数据接收单元被配置为接收进入到跑道上的至少一个许可；

34、-验证单元，该验证单元被配置为在到跑道上的未来进入由监视单元检测到的情况下，通过考虑(如果适当的话)由数据接收单元接收到的一个或多个进入许可来检查该未来进入是否被许可，以及如果该未来进入未被许可，则推断出未来侵入；和

35、-至少一个避免辅助单元，该避免辅助单元被配置为在由验证单元推断出的未来侵入的情况下实施意图用于辅助避免所述未来侵入的至少一个动作。

36、优选地，监视单元包括数据处理设备，该数据处理设备至少被配置为确定对应于所谓的侵入时间并且至少取决于飞机的所述当前相对位置和飞机的所述参数的至少一个当前警报包络，以及如果当前警报包络到达滑行等待位置，针对该滑行等待位置至少已检测到强制性特征元素，则检测到到跑道上的未来进入。

37、本发明还涉及一种飞机，特别是运输机，其包括至少一个用于辅助避免侵入到跑道上的系统、诸如在上文中所描述的系统。