本發明涉及一種用于自動引導地面上的飛機的方法以及用于實現該方法的設備。

背景技術：

機場包括至少一條著陸跑道、多個停機點和將各條著陸跑道連接到某些停機點的多條滑行道。

著陸后，飛機執行滑行階段，該階段從著陸跑道行進至停機點。在滑行階段期間，手動引導飛機以穿過由飛行員根據由空中交通控制臺傳遞的指令確定的滑行路線。

考慮某些機場的復雜性，滑行階段可能帶來機場交通流的中斷并因此帶來乘客的耽擱。

為簡化此滑行階段，文件FR-2,902,221提出用于輔助地面導航的方法。根據此文件，警報信號通知飛行員是否有飛機的至少一個實際位置不在滑行道上或是否飛機的實際定向不符合指定滑行道的交通流的方向。

由于一旦發生錯誤，它僅事后通知飛行員，因此該方法不完全令人滿意。該方法不能防止錯誤發生。

在停機點，飛機必須在指定的停止位置以停止定向處于停止狀態。

當接近停止點時，飛行員聽從外部輔助設備指示的指令以正確地停止和定向飛機。

根據稱作“引導”的第一運行模式，指令由地面操作者(可能伴隨提供發光動態指示的車輛)給出并采取取決于由地面操作者作出的信號姿態的可視指令的形式。

根據稱作VDGS(“可視對接引導系統”)的第二運行模式，指令采取顯示于定位為面對飛機的屏幕上的可視指令的形式。

在兩種情況中，指令是可視的，當接近停機點時，存在飛行員接收指令的視線較差的風險。當氣候狀況較差時，此風險是突出的。

根據另一缺陷，現有技術下的兩種運行模式導致與飛機在停機點處停止的位置和定向有關的精度差和不可重復性。該精度差和不可重復性使得某些操作難以自動化且必須由更復雜的機場設施彌補。

技術實現要素：

由此，本發明的目標是改進現有技術的缺陷。

為這一目標，本發明的主題是提供一種用于自動引導地面上的飛機的方法，所述飛機包括：駕駛艙；移位系統；至少一個命令系統，所述至少一個命令系統配置成用于引導所述移位系統；和至少一個手動控制器，所述至少一個手動控制器配置成將至少一個指令傳遞到所述命令系統。

根據本發明，該方法的特征在于，當位于所述駕駛艙中的啟動控制器啟動時，所述方法包括以下步驟：

根據所述飛機的靜態特性和動態特性確定至少一系列滑行指令和要穿過的滑行路線，

將所確定的至少一系列滑行指令傳遞到所述命令系統，從而引導所述飛機的所述移位系統，使得所述飛機穿過所述滑行路線。

本發明能夠獲得與飛機在滑行路線的末端停止的位置和定向的精度有關的更好的規律性。此外，本發明能夠消除較差的視線和/或對可視指令的較差理解的風險。

有利地，該方法包括根據氣候狀況的至少一項特性調整飛機的動態特性的步驟。

優選地，該方法包括的旨在實現以下目的的步驟：

將測量系統確定的飛機的特性的實際值與該特性的理論值進行比較，

根據比較的結果確定至少一項修正的滑行指令，

將所確定的修正的滑行指令傳遞到所述命令系統。

根據一個實施例，借助數據庫和由空中交通控制臺向所述飛機傳遞的指令確定所述要穿過的滑行路線。

根據另一個特征，所述方法包括旨在從一系列可能的滑行路線中選擇所述要穿過的滑行路線的步驟。

優選地，該方法包括核實能夠實現所述要穿過的滑行路線的步驟。

本發明的主題還涉及一種用于自動引導地面上的飛機的設備，其特征在于，所述設備包括：

數據庫，所述數據庫包括所述飛機的靜態特性和動態特性，以便能夠確定至少一系列滑行指令，

啟動控制器，所述啟動控制器布置在所述駕駛艙中，并且配置成由飛行員致動，

自動控制系統，所述自動控制系統配置成用于：

根據要穿過的滑行路線以自動的方式確定要執行的至少一系列滑行指令，

將所確定的至少一系列滑行指令傳遞到所述命令系統，從而引導所述移位系統，使得所述飛機穿過所述滑行路線。

有利地，該設備包括用于測量氣候狀況的至少一個特性的至少一個系統，并且所述控制系統配置成用于根據所測得的氣候狀況的特性來調整所述飛機的動態特性。

優選地，所述設備包括測量系統，所述測量系統配置成用于確定所述飛機的特性的實際值，并且所述自動控制系統包括計算機，所述計算機配置成用于：

將測量系統確定的飛機的特性的實際值與該特性的理論值進行比較，和

根據比較的結果確定將被傳遞到所述命令系統的至少一項修正的滑行指令。

根據另一個特征，所述數據庫包括能夠確定所述要穿過的滑行路線的信息。

根據一個實施例，所述設備包括顯示屏和/或輸入系統和/或無線通信系統，所述輸入系統配置成用于允許飛行員輸入由空中交通控制臺傳遞的指令，所述無線通信系統配置成用于允許地面操作者將滑行指令傳遞到所述飛機的命令系統。

附圖說明

根據對本發明的以下描述，將體現本發明的其他特性和優點，這些描述參照附圖僅通過舉例的方式給出，其中：

-圖1是從飛機上方看的視圖，示出飛機遵循的滑行路線的示例，

-圖2是用于自動引導地面上的飛機的設備的示意圖，示出本發明的實施例。

具體實施方式

圖1表示的是在機場12中行進的飛機10。

機場12包括至少一條著陸跑道(未顯示)，停機點14、14’、14”和連接各條著陸跑道至某些停機點14、14’、14”的滑行道16、16’、16”。各條著陸跑道，各條滑行道16、16’、16”和各個停機點14、14’、14”均包括標識號。

圖2中，飛機10示意性地以虛線矩形的形式表示。為了在地面上移動并達到靜止，飛機10包括：移位系統18.1至18.4；至少一個命令系統20.1至20.4，配置成對移位系統18.1至18.4發出命令；和至少一個手動控制器22.1至22.4，配置成傳送至少一條指令至命令系統20.1至20.4并形成飛行員與命令系統20.1至20.4之間的連系裝置。

采用移位系統，使得飛機10的子組構造成允許飛機10在地面上移動、自定向和達到靜止。

通過舉例的方式，飛機10包括：

-配置成用于改變飛機10的定向的轉向型第一移位系統18.1，

-配置成用于使飛機10靜止的制動型第二移位系統18.2，

-配置成用于使飛機10移位的推進型第三移位系統18.3，

-配置成用于使飛機10的至少一個輪子轉動的電動型第四移位系統18.4.

根據圖2中可見的結構，各移位系統18.1至18.4由其專門的命令系統20.1至20.4引導且每個命令系統20.1至20.4被連接到其專門的手動控制器22.1至22.4。

根據其他結構，同一命令系統和/或同一手動控制器引導多個移位系統。

飛機10包括駕駛艙24，前述手動控制器22.1至22.4安裝在該駕駛艙中。

由于已為本領域技術人員所熟知，未對駕駛艙24，手動控制器22.1至22.4，命令系統20.1至20.4和移位系統18.1至18.4作進一步描述。

在機場中，飛機10執行滑行階段，在飛機10的滑行階段期間，飛行員執行多個滑行操縱，使得飛機10穿過自起點至終點的滑行路線26，且該路線經過至少一條滑行道。滑行操縱是指由飛行員通過各種手動控制器22.1至22.4執行的動作。起點和終點可為著陸或起飛跑道、停機點、維護區或機場12的其他任何基礎設施。

滑行路線26對應于飛機10必須相繼占據的一系列理論位置。有利地，飛機10的理論定向與各理論位置相關聯。

飛機10的位置通過飛機10在參考系中的點的坐標限定。通過舉例的方式，飛機10的點的GPS坐標可以指示飛機10的位置。

飛機10的定向對應于參考系中由飛機10的縱向(自飛機10的頭部延伸至尾部)形成的角。

由飛行員執行的滑行操縱轉化成滑行指令，該滑行指令傳送至引導各個移位系統18.1至18.4的命令系統20.1至20.4。

滑行指令是指傳送至命令系統20.1至20.4的至少一項信息，諸如例如定向第四移位系統18.4的起落架的輪子或確定第三移位系統18.3的發動機的推力水平。

因此，滑行指令包括：

與引導和方向改變相關并計劃用于轉向型第一移位系統18.1的指令，

與發動機功率相關并計劃用于推進型第三移位系統18.3的指令，

與制動相關并計劃用于制動型第二移位系統18.2的指令。

圖1表示的是將點A連接至點B的滑行路線26的一部分。在圖1中可見的例子中，點B對應停機點14’且滑行路線26遵循滑行道16’。

根據本發明，飛機10包括地面自動引導設備，該地面自動引導設備配置成使飛機10沿要穿過的滑行路線26獨自移動，而無需飛行員干預。

該自動引導設備包括：

數據庫28，包括：

關于機場12的基礎設施的信息，以能夠確定要穿過的滑行路線26，

飛機10的靜態和動態特性，以能夠確定被執行的至少一系列滑行指令，使得飛機10穿過滑行路線26，

啟動控制器30，布置在駕駛艙24中并被配置為由飛行員致動，

自動控制系統32，配置成當啟動控制器30被致動時啟動：

根據要穿過的滑行路線26確定被執行的至少一系列滑行指令，

傳送一系列滑行指令至命令系統20.1至20.4，使得飛機10穿過滑行路線26。

該一系列滑行指令至少包括至少一條滑行指令。該一系列滑行指令根據要穿過的滑行路線26和記錄在數據庫28中的飛機10的靜態和動態特性而以自動方式確定。

有利地，自動引導設備包括用于測量氣候狀況的至少一項特性的至少一個系統，并且控制系統32配置成根據測得的氣候狀況的特性調整飛機10的動態特性。

根據一個實施例，飛機10并入了諸如壓力傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器的一組傳感器以便確定氣候狀況，尤其是地面狀況，并確定它們在動態特性和滑動指令方面對飛機10性能的影響。

可選擇地，氣候狀況通過飛機10外部的元件諸如例如空中交通控制臺或地面操作者被傳遞給飛行員和/或地面操作者。

優選地，相對于由自動控制系統32以自動方式確定的一系列滑行指令而言，由手動控制器22.1至22.4傳遞的指令具有優先性。因此，在每一時刻，飛行員可通過致動手動控制器22.1至22.4中的至少一個恢復飛機10的命令。

在滑行階段中，飛機10沿對應于由飛機10占據的一系列實際位置的實際軌道運動。實際取向與各實際位置相關聯。

有利地，自動引導設備包括用于在滑行階段期間實時測量飛機10的特性的至少一個實際值的測量系統34。舉例來說，飛機10的特性為其位置、其方向、其速度、其加速度和/或其他任何動態特性。

對于本專利申請，形容詞“實際”限制有關飛機10在滑行階段期間在機場中的實際位移的特性，而形容詞“理論上的”限制在要穿過的滑行路線26和/或與要穿過的滑行路線26相關的一系列滑行指令的基礎上確定的特性。

作為補充，自動控制系統32包括計算機35，該計算機配置成用于：

將由測量系統34確定的飛機10的特性的實際值和該特性的理論值進行比較，

根據比較結果確定被傳遞到命令系統20.1至20.4的至少一條滑行指令，使得飛機10的實際軌跡對應于要穿過的滑行路線26。

有利地，地面自動引導設備包括配置成用于至少顯示要穿過的滑行路線26的顯示屏36。優選地，顯示屏36配置成用于顯示除了要穿過的滑行路線26之外的至少一項下列信息：

終點的標識號，

機場的地圖，使得能夠觀察被清晰地標識和顯示在所述地圖上的全部著陸跑道，滑行道16、16’、16”，停機點14、14’、14”，要穿過的滑行道26，

飛機10在要穿過的滑行路線26上實時移動的符號表示，

待穿過的剩余距離和移位到達終點的理論持續時間。

當然，本發明不限于這些項信息。

根據另一特性，地面自動引導設備借助數據庫28和通過空中交通控制臺傳遞至飛機10的至少一條指令確定要穿過的滑行路線26。

根據第一運行模式，指令包括在飛行員接收的語音信息38中。在這種情況下，自動引導設備包括諸如例如鍵盤的輸入系統40，該系統被連接到自動控制系統32并配置成允許飛行員輸入接收到的指令以便通知自動控制系統32。

根據第二運行模式，指令包括在可由自動控制系統32在諸如專利EP-2674926中描述的通信輔助設備的輔助下直接判讀的消息42內。相對于第一實施例，第二操作區模式使得能夠消除由飛行員輸入信息并因此降低輸入信息錯誤的風險。

根據一個實施例，地面自動引導設備包括安置顯示屏36和輸入系統40的外接支撐件。

有利地，自動引導設備包括無線通信系統，該無線通信系統配置成允許地面操作員將滑行指令傳遞至飛機10的命令系統20.1至20.4。

從飛機10的一種模式到另一種模式，數據庫28的內容不同并加入關于至少一個機場(尤其是飛機10正在其中移動的機場)的數據。

對于每架飛機10，數據庫28包括有關飛機10尺寸(諸如其長度、其尾翼寬、其翼展)的飛機10的靜態特性。數據庫28還包含有關飛機10的性能的動態特性，所述性能諸如發動機的推力、各個起落架的旋轉角、電動前進裝置的功率(如果電動滑動解決方案安裝在飛機10上)、制動系統的轉向特性。有利地，飛機10的這些動態特性根據氣候狀況更新。

對每個編入數據庫28的機場，數據庫28包含詳細的機場基礎設施特性，尤其是滑行路線26的完成所需的全部特性。非窮舉地，這些特性至少包括著陸跑道、滑行道、停機區(用于乘客登機、下機、維護操作或兩次飛行間的等候階段)、各停機區的進入和退出線、停止點、引導和回推線(“回推”操作)。

根據第一實施例，對每個機場，數據庫28記載所有滑行路線26，同時將標識號與滑行路線中的每一個相關聯。根據該第一實施例，傳遞至飛機10的指令包括要穿過的滑行路線26的標識號，并且自動控制系統32配置成用于從數據庫28中基于所接收到的標識號獲取要穿過的滑行路線26.

根據第二實施例，對每個機場，數據庫28記錄所有滑行跑道、所有停機點(每個停機點均與停機點標識號相關聯)和用于每對著陸跑道/停機點的要穿過的滑行路線26。根據該第二實施例，傳遞至飛機10的指令包括停機點的標識號。得知飛機10的實際位置后，自動控制系統32被配置成用于識別飛機10已著陸的著陸跑道。得知對應于滑行路線的起點的著陸跑道和對應于滑行路線的終點的停機點的標識號后，自動控制系統32配置成從數據庫28中獲取要穿過的滑行路線26。

根據第三實施例，對于每個機場，數據庫28記錄所有滑行跑道、所有停機點(每個停機點均與停機點標識號相關聯)和用于每對著陸跑道/停機點的至少一條滑行路線26。就第二實施例而言，一對著陸跑道/停機點可關聯多條滑行路線26。根據該第三實施例，傳遞至飛機10的指令包括停機點的標識號。

得知相應于滑行路線26的終點的停機點的標識號后，自動控制系統32配置成從數據庫28中獲取一系列可能的滑行路線26。

根據第一運行模式，飛行員如通過利用輸入系統40在一系列可能的滑行路線26中選擇要穿過的滑行路線26。

根據第二運行模式，自動控制系統32根據機場的官方交通流規則或諸如例如最短滑行路線26的其它規則而在一系列可能的滑行路線26中自動選擇要穿過的滑行路線26。

根據另一特性，自動控制系統32配置成根據飛機10的實際位置來確定要穿過的滑行路線26是否能實現。優選地，飛機10包括與自動控制系統32聯接的防碰撞系統，以便識別尤其是移動車輛(地面作業所需的其它飛機和車輛)。如果自動控制系統32確定滑行路線26無法實現，自動控制系統32將生成發往飛行員的警報或從一系列可能的滑行路線26中移除該滑行路線26。

通過舉例，自動控制系統32(更具體地，計算機35)配置成獲得大約+/-10cm的停止位置精度和大約+/-1度的停止定向精度。

數據庫28存儲在飛機10中的存儲器中。該存儲器，與顯示屏36、計算機35、輸入系統40一樣，可排他性地專用于自動引導設備。作為變體，這些元件中的至少一個的功能可由已存在于飛機10中的部件確保。

地面自動引導方法以以下方式操作：

空中交通控制臺將有關要穿過的滑行路線26和到達的終點的指令傳遞給飛機10。

基于這些指令，自動控制系統確定至少一條要穿過的滑行路線。

如果有多條滑行路線是可能的，自動控制系統32將請求飛行員選擇要穿過的滑行路線26。得知飛機10的實時位置后，自動控制系統32告知飛行員所選擇的滑行路線26能否實現，且如果所選擇的滑行路線26無法實現，將請求飛行員做出新的選擇。

一旦飛行員致動啟動控制器30，自動控制系統32將根據飛機10的靜態和動態特性以及優選地有關氣候狀況來自動確定一系列滑行指令，自動控制系統將這些指令傳遞至命令系統20.1至20.4以便執行滑行動作，該滑行動作允許飛機10穿過要穿過的滑行路線26并在停機點的停止位置以停止定向達到靜止。

盡管被描述為應用于滑行路線以便到達用于乘客下機和登機的停機點，本發明不限于這些路線并可應用于飛機10的自起點至終點的所有類型的地面路線。因此，本發明可用于自停機點直到起飛跑道的入口的路線。本發明也可實施于自停機樁直到滑行道的所謂的“回推”路線，該路線旨在隔開飛機10與機場的設施以將飛機10引到維護區。

類似地，地面自動引導設備可被連接到障礙探測設備以避免碰撞的風險。

根據第一個優點，本發明提供滑行路線26并消除當接近停機點時，飛行員的視線和/或對可視指令的理解較差的風險。該優點由此減少與能見度差的情況(霧、雪等)相關的問題。

根據第二個優點，本發明能夠消除與作為干擾的來源的并因此作為延誤和可能的事件的來源的滑行路線和/或停機點相關的錯誤的風險。

根據第三個優點，本發明能夠獲得與飛機10停止的位置和方向的精度相關的更好的規律性。因此，可能簡化和減少所需的機場設施的成本，例如用于乘客登機和下機的舷梯的成本。