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一种直升机机载电线防撞方法及系统

阅读:851发布:2020-05-17

专利汇可以提供一种直升机机载电线防撞方法及系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 直升机 机载电线防撞方法,其特征在于,包含以下步骤:获取直升机当前 位置 信息;在机载 数据库 内搜索电 力 塔台和线缆的数据;通过 传感器 探测周边障碍物信息;将所述周边障碍物信息与所述电力塔台和线缆数据进行比较,若机载数据库中已有所述周边障碍物信息对应位置的电力塔台与线缆数据,则将该周边障碍物归类为电力塔台与线缆并作强化式视觉呈现;若机载数据库不存在对应位置的电力塔台与线缆数据,则归类为未知线缆障碍物并以 覆盖 式视觉呈现。,下面是一种直升机机载电线防撞方法及系统专利的具体信息内容。

1.一种直升机机载电线防撞方法,其特征在于,包含以下步骤:
S1:获取直升机当前位置信息;
S2:在机载数据库内搜索电塔台和线缆的数据;
S3:通过传感器探测周边障碍物信息;
S4:将所述周边障碍物信息与所述电力塔台和线缆数据进行比较,若机载数据库中已有所述周边障碍物信息对应位置的电力塔台与线缆数据,则将该周边障碍物归类为电力塔台与线缆并作强化式视觉呈现;若机载数据库不存在对应位置的电力塔台与线缆数据,则归类为未知线缆障碍物并以覆盖式视觉呈现。
2.根据权利要求1所述的一种直升机机载电线防撞方法,其特征在于,S2包含有,
21,每个计算周期内,接收直升机飞行定位系统传来的直升机实时位置信号
22,每个计算周期内,根据接收的直升机实时位置信号搜索机载数据库,获取直升机实时坐标;
23,每个计算周期内,在机载数据库搜索当前直升机邻接区域内的所有电力塔台和线缆的数据。
3.根据权利要求1所述的一种直升机机载电线防撞方法,其特征在于,S3中包含有,
31,飞行过程中,传感器扫描周边障碍物,判断是否探知障碍物;
32,若探知障碍物,将障碍物的相对于直升机的方位与距离信息传输至直升机地形提示与警告系统HTAWS。
4.一种直升机机载电线防撞系统,其特征在于,包含以下部件:
飞行定位系统,用于获取直升机当前位置信息;
机载数据库,用于存储和搜索电力塔台和线缆数据;
机载传感器,用于探测周边障碍物的信息;
直升机地形提示与警告系统HTAWS,用于比较比较电力塔台和线缆的数据和周边障碍物信息,若机载数据库中已有所述周边障碍物信息对应位置的电力塔台与线缆数据,则HTAWS将该周边障碍物归类为电力塔台与线缆并作强化式视觉呈现;若机载数据库不存在对应位置的电力塔台与线缆数据,则HTAWS将该周边障碍物归类为未知线缆障碍物并以覆盖式视觉呈现。

说明书全文

一种直升机机载电线防撞方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及直升机撞线告警,具体涉及一种直升机机载电线防撞系统。

背景技术

[0002] 随着直升机在我国各行各业日益广泛的应用,直升机撞线问题对直升机安全的威胁显得愈发突出。跨区高压输电线路和城市电路规划多变,走向复杂,塔架牵引缆则时常占地广阔。线缆架空的位置和细软外形对直升机飞行员而言可见性甚低,一旦直升机桨叶或尾撑刮蹭线缆,极易导致机毁人亡的严重事故
[0003] 针对这一问题,现在已经开发出多种主动/被动防护策略来提升直升机的撞线安全性,包括剪线器、电磁感应器,激光雷达和加装缆线数据库的增强型近地告警系统等。但这些方法都各有优劣,仍存在很大提升空间。例如剪线器的设计安装位置仅能防止直升机正面撞线危害飞行安全,却不能防御侧面撞击,且客观上仍会破坏线缆造成财产损失,对直升机飞行员的操作信心提升不大;电磁感应器从原理上不能识别无电线缆的接近,并且也不适用于直升机在工业化/城市化地区的飞行情景;激光雷达价格昂贵,在所有策略中有最高的功耗,易受天气影响;而增强型近地告警系统防止撞线主要依赖于数据库,若当地规划发生改变或飞行任务涉及偏远/剧烈变动区(例如战地),该策略的可靠性便会迅速降低。因此,目前尚不存在完全令人满意的直升机撞线告警方法。

发明内容

[0004] 本发明的目的是弥补现存直升机地形意识及告警系统(HTAWS)用于预防飞行撞线所面临的数据库时效性问题,与主动探测手段相结合,提供一种直升机机载电线防撞系统。
[0005] 为了实现上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:一种直升机机载电线防撞方法,包含有以下步骤,
[0006] S1:获取直升机当前位置信息;
[0007] S2:在机载数据库内搜索电塔台和线缆的数据;
[0008] S3:通过传感器探测周边障碍物信息;
[0009] S4:比较电力塔台和线缆的位置与高度信息和周边障碍物信息,若机载数据库中已有传感器信号对应位置的电力塔台与线缆数据,则将该障碍物归类为塔台电线并作强化式视觉呈现;若数据库不存在对应位置的电力塔台与电线数据,则归类为未知线缆障碍物并以强化式视觉呈现。
[0010] 作为一种直升机机载电线防撞方法,S2中包含有,
[0011] 每个计算周期内,接收直升机飞行定位系统传来的直升机实时位置信号;
[0012] 每个计算周期内,根据接收的直升机实时位置信号搜索机载数据库,获取直升机实时坐标;
[0013] 每个计算周期内,在机载数据库搜索当前直升机邻接区域内的所有电力塔台和电缆位置与高度信息。
[0014] 作为一种直升机机载电线防撞方法,S3中包含有,
[0015] 飞行过程中,扫描周边障碍物,判断是否探知障碍物;
[0016] 若探知障碍物,将障碍物的相对于直升机的方位与距离信息传输至直升机地形提示与警告系统HTAWS。
[0017] 一种直升机机载电线防撞系统,包含以下部件:
[0018] 飞行定位系统,用于获取直升机当前位置信息;
[0019] 机载数据库,用于存储和搜索电力塔台和线缆的位置与高度;
[0020] 机载传感器,用于探测周边障碍物的信息;
[0021] 直升机地形提示与警告系统HTAWS,用于比较比较电力塔台和线缆的位置与高度信息和周边障碍物信息,呈现周边障碍物相对位置并警告撞击险。
[0022] 与现有技术相比,本发明的优点至少包含下述:提供针对线缆的防撞告警,以主动探测方式独立验证机载障碍物数据库所存信息的正确性和充分性,弥补机载障碍物数据库的信息缺失和/或更新不及时,保证直升机飞行员在任何情况均可收到线缆防撞告警。附图说明
[0023] 图1为本发明一实施例的典型应用情境。
[0024] 图2为本发明一实施例的另一典型应用情境。
[0025] 图3为本发明一实施例的系统组合图。
[0026] 图4为本发明一实施例的逻辑流程图

具体实施方式

[0027] 下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
[0028] 参见图1,图中所示的是一种直升机机载电线防撞系统典型应用情境其一。在本情境下,机载数据库已包含有对应线性障碍物1的电力塔台与线缆数据。图中:
[0029] 1为一线形障碍物,此处以横截面示意。3为直升机地形提示与警告系统HTAWS预设告警包络线。若前方障碍物在相对运动中穿过包络线向直升机接近,则判断直升机存在与该障碍物撞击的风险。2为显示屏上直升机周边其它普通障碍物(如建筑物)图例,即障碍物的标准呈现,此处用于对比。4为显示屏上未进入告警包络线但相对运动趋向正在接近的线形障碍物图例。5为显示屏上已经进入告警包络线的线形障碍物图例,覆盖于4位置上,称为覆盖式呈现。6为显示屏上用于表征直升机当前位置的图例。
[0030] 图1-A中,直升机正常前飞,接近线形障碍物1。此时,机载数据库将1的位置信息以图示方式展现于直升机地形提示与警告系统HTAWS显示屏中。由于此时1相对于直升机的位置尚未进入包络线3,直升机地形提示与警告系统HTAWS显示屏中对应的图标采用4形式。
[0031] 图1-B中,直升机在图1-A基础上进一步前飞,此时障碍物1进入包线3,于是直升机地形提示与警告系统HTAWS显示屏上对应图标样式由4转至5,同时播报语音或/和灯光告警,通知飞行员继续前飞存在撞线风险。
[0032] 图1-C中,直升机在图1-B基础上向上爬升,完成逃逸机动。这时,障碍物1脱离包络线3范围并远离直升机。这种情况下,电线防撞系统判断1不再对直升机构成威胁。于是直升机地形提示与警告系统HTAWS显示屏上不再对1进行显示。
[0033] 参见图2,图中所示的是一种直升机机载电线防撞系统典型应用情境其二。在本情境下,与图1不同,机载数据库没有包含前方线形障碍物的位置与高度信息。图中:
[0034] 1仍为一线形障碍物。2仍为直升机地形提示与警告系统HTAWS显示屏上直升机周边其它普通障碍物(如建筑物)图例。7为直升机地形提示与警告系统HTAWS显示屏上被机载传感器识别,机载数据库中无记录的图例,归类为未知线缆障碍物,以强化形式呈现。6仍为直升机地形提示与警告系统HTAWS显示屏上用于表征直升机当前位置的图例。
[0035] 图2-A中,直升机正常前飞,接近线形障碍物1。此时,机载传感器尚未探测到1的存在(或者已探测到1的存在,但返回信号强度并未超出阈值)。直升机地形提示与警告系统HTAWS显示屏中无对应显示。
[0036] 图2-B中,直升机在图2-A基础上进一步前飞,此时1被机载传感器探知(或者已探测到1的存在,但返回信号强度并未超出阈值),于是直升机地形提示与警告系统HTAWS显示屏上出现对应的图标7,同时播报语音或/和灯光告警,通知飞行员继续前飞存在撞线风险。值得注意的是,与图1不同,由于机载数据库无1的相关信息,故以孤立图标显示于直升机正前方并闪烁,为飞行员提示1的存在,但并无缆线方位角、距离和走向信息。
[0037] 图2-C中,直升机在图2-B基础上向上爬升,完成逃逸机动。这时,障碍物1脱离机载传感器探测范围(或者返回信号退回阈值以下)。这种情况下,电线防撞系统判断1不再对直升机构成威胁。于是直升机地形提示与警告系统HTAWS显示屏上不再对1进行显示。
[0038] 图3为本专利所述一种直升机机载电线防撞系统的各部件交联关系。
[0039] 图4为本专利所述一种直升机机载电线防撞系统的内部数据处理和判断逻辑。
[0040] 以上仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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