[发明专利]偏离损失的避免操纵

说明书

优先权要求

本申请是在2009年11月13日提交的美国专利申请No.12/617,822的继续并且要求其优先权。

技术领域

本公开一般涉及实施操纵以避免飞行器之间的偏离损失的系统和方法。

背景技术

飞行器之间的偏离损失可在飞行器之间的任何具体的偏离请求被违反时发生。航空的最小偏离标准基于FAA(Federal Aviation Administration)由ATS(Air Traffic Service)署制定。

当潜在的偏离损失(LOS)被检测到时，LOS可由人工干预而被解决。例如交通控制者可预测偏离损失并且可对一个或多个运载工具提供指令以避免LOS。然而，当无人驾驶空中运载工具的数据链接失效时，不管是交通控制者还是远程驾驶员均不能够使得机载载能力有效从而避开其他飞行器。

在另一示例中，交通预警和碰撞避免系统(TCAS)可预测不安全的偏离并且可对车辆控制者产生改变高度的预警或者避免指令。控制交通规则指示无人驾驶系统不允许无人驾驶的飞行器的偏离的高度的改变。例如，FAA CFR 91.113(b)描述了：“当该段的规则给出了其他飞行器处于正常位置时，除了非常清楚，驾驶员必须按照路线飞行飞行器并且不能在其上方、下方或前方飞行。”

发明内容

本文公开的系统和方法可提供飞行器机载的避免偏离损失的能力。例如，控制系统，例如感测与避免系统可被整合到飞行器内。控制系统可识别潜在的偏离损失情况并且可实施操纵从而避免偏离损失。控制系统可执行使用预定参数的初始测试以确定具体的操纵类型是否能被实施以避免潜在的偏离损失。在确定具体的操纵类型能够避免偏离损失之后，控制系统可试图寻找同样能避免偏离损失的稍柔和的具体操纵类型。这种控制系统能够使得无人驾驶的空中运载工具在国内领空中飞行，而没有关于偏离损失的违反飞行安全规定。

具体的实施例包括飞行器的飞行控制系统。飞行控制系统可包括处理器和与处理器通信的存储器。存储器可储存由处理器执行的指令，从而识别飞行器和第二飞行器之间的潜在偏离损失(LOS)。所述指令可被处理器进一步执行，以确定使用预定参数执行第一速度操纵是否预测避免潜在LOS。所述指令可由处理器被进一步执行，从而当第一速度操纵被预测以避免LOS时，确定第二速度操纵参数。潜在LOS通过推断飞行器和第二飞行器的飞行矢量而被识别。预定参数包括最大减速度和最小保持持续时间中的一个。

在具体的实施例中，方法可包括在第一飞行器的机载上自动识别第一飞行器和第二飞行器之间的潜在偏离损失(LOS)。方法还包括去顶速度操纵的参数以避免潜在的LOS。方法还包括根据这些参数执行速度操纵。一撒谎能够参数可包括加速度和保持时间中至少一个。当预定速度操纵避免LOS时，速度操纵的参数可被确定。

在具体的实施例汇总，飞行器可包括感测和避免系统，该系统可使得飞行器响应于飞行器和第二飞行器之间的潜在偏离孙淑(LOS)而执行操纵。感测和避免系统可通过确定使用预定的参数执行第一速度操纵是否避免潜在LOS而执行操纵。当执行第一速度操纵将避免LOS时，感测和避免系统可确定用于第二速度操纵的参数，从而避免潜在的LOS。第二速度操纵可根据被确定的参数来执行。

已经被描述的特征、功能和优点可独立于各种实施例而实现或者可在其他实施例中组合，其更多细节参考随后的说明和附图被公开。

附图说明

图1是包括避免操纵系统的飞行器的方块图；

图2是在具体的实施例中示出侧向操纵模型的控制变量的图解；

图3是侧向避免操纵解的具体实施例的流程图；

图4是示出不存在侧向操纵解的潜在情况的图解；

图5A是示出当平行支路被包括在最近碰撞点(CPA)计算中时，示出随分叉时间便哈的概念绘图；

图5B是示出当平行支路未被包括在最近碰撞点(CPA)计算中时，示出随分叉时间便哈的概念绘图；

图6是示出最小持续时间(即，没有平行支路)的平行支路没有导致LOS的潜在情况的图解；

图7是试位寻找方法的具体实施例的流程图；

图8是确定最近碰撞点的方法的具体实施例的流程图；

图9是示出在具体实施例中用来确定转弯的分量的绘图；

图10是示出在具体实施例中用来确定转弯的分量的绘图；

图11是在具体实施例中图示说明对应于速度的变化的惯性线中的变化的图解；

图12是确定轨迹的方法的具体实施例的流程图；