用于确定飞行器的回避导引律的方法、电子系统和飞行器的制造方法
用于确定飞行器的回避导引律的方法、电子系统和飞行器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于确定诸如旋翼式飞行器之类的飞行器的回避导引律以回避 一个或更多障碍的方法。飞行器包括适于检测与障碍的碰撞风险的碰撞回避系统以及用于 确定回避导引律的电子系统。
[0002] 该方法由用于确定回避导引律的系统来实现，并且包括以下步骤：
[0003] a)在检测与障碍的碰撞风险之后，从飞行航道倾角和速度设定点中确定一个或更 多个设定点，至少一个设定点取决于至少一个垂直速度限制值，至少一个设定点包括垂直 方向上的垂直分量，每个垂直速度限制值由所述碰撞回避系统设置；以及
[0004] b)依据所确定的设定点来计算所述回避导引律。
[0005] 本发明还涉及一种适用于实现这样的确定方法的计算机程序产品。
[0006] 本发明还涉及一种用于确定回避导引律的电子系统。
[0007] 本发明还涉及一种飞行器，诸如旋翼式飞行器，该飞行器包括适于检测与一个或 更多障碍的碰撞风险的碰撞回避系统以及用于确定回避导引律的此类电子系统。
【背景技术】
[0008] 前述类型的确定方法和系统从文件EP1797488B1中已知。
[0009] 飞行器是运输机，并且当碰撞回避系统检测到碰撞风险时，飞行器发出告警。碰撞 回避系统还使用垂直速度限制以确定垂直速度设定点。回避导引律，尤其是负荷因子设定 点，随后依据所确定的垂直速度设定点来计算。
[0010] 所计算的负荷因子设定点取决于当前垂直速度的值和所确定的垂直速度设定点 之间的差，该差与取决于飞行器当前速度的变量相乘。
[0011] 所计算的负荷因子设定点随后被自动发送到飞行指引仪，该飞行指引仪实现所述 计算的设定点的显示模式以向飞行器的机组人员提供驾驶辅助。
[0012] 然而，使用这样的方法所计算的回避导引律不是最优的，在该导引律并不适合预 见到完全躲避的情况下，保持飞行器的飞行平衡所需的功率会超过可用功率。
[0013] 因此，本发明的目的是提出一种方法和系统，以使得可以通过减少保持飞行器的 飞行平衡所需的功率来计算更好的回避导引律。通常情况下，新的导引律使得可以将飞行 器的性能约束限制在内并且对飞行器的能量进行更好地管理。
【发明内容】
[0014] 为此，本发明设种上述类型的确定方法，其中，在步骤a)中，至少一个确定的 设定点包括在与垂直方向垂直的纵向方向上的纵向分量。
[0015] 根据本发明的确定方法，速度设定点包括纵向分量，诸如空速设定点包括垂直分 量和纵向分量，这使得可以计算更好的回避导引律，尤其是当飞行器是旋翼式飞行器时。
[0016] 事实上，在旋翼式飞行器上，当速度从零速度开始增大时，飞行所必需的总功率开 始减小，这是因为用于使飞行器悬浮的诱导功率减小。当空速继续增大时，与飞行器上的相 对气流有关的气动结果所导致的寄生功率增大，并且总需求功率也增大。因而，存在需求功 率为最小值的空速。最优空速也被称为最佳爬升空速。
[0017] 速度设定点包括纵向分量，诸如空速设定点包括垂直分量和纵向分量，这样的使 用使得可以确定提供对飞行器的能量和功率进行更好管理的导引律。该导引律例如使得可 以通过使速度的所述纵向分量变化而使回避障碍所必需的功率达到最小。由于可用功率与 所需功率之间存在更大的功率储备，回避机动飞行则更加持久且更加安全。
[0018] 根据本发明的其它有利方面，单独考虑或者根据任何技术上可能的组合，该确定 方法包括以下特征中的一个或者多个：
[0019] 在步骤a)中，第一设定点和第二设定点被确定，第一设定点为垂直速度设定点和 飞行航道倾角设定点中的设定点，第二设定点为空速设定点，第一设定点包括垂直分量，并 且第二设定点包括纵向分量；
[0020] 至少一个设定点包括目标值和当前值，回避导引律依据当前值来计算，并且所述 当前值根据收敛律收敛到目标值；
[0021] 垂直速度值的授权范围根据碰撞回避系统提供的垂直速度限制值来确定，并且垂 直速度设定值的目标值介于所述授权范围内；
[0022] 该方法在步骤b)之前进一步包括以下步骤：
[0023] a'）测量所述飞行器在垂直方向和纵向方向中的至少一个方向上的一个或更多速 度，以及
[0024] 在步骤b)中，回避导引律进一步依据测量的速度来计算；
[0025] 垂直速度和空速在步骤a'）中被测量，以及
[0026] 当所测量的垂直速度和自动驾驶设备所提供的垂直速度设定点中的第一变量介 于垂直速度值的授权范围内时，垂直速度设定点的目标值等于第一变量并且空速设定点的 目标值等于第二变量，第二变量来自所测量的空速以及所述自动驾驶设备所提供的空速设 定点，
[0027] 当第一变量不在授权范围内时，垂直速度设定点的目标值是从授权范围内选择的 值，并且空速设定点的目标值等于最佳爬升空速或者第二变量；
[0028] 该方法在步骤b)之前进一步包括以下步骤：
[0029] a")测量飞行器在垂直方向和纵向方向中的一个方向上的一个或更多加速度， 以及
[0030] 在步骤b)中，回避导引律进一步依据所测量的加速度来计算；
[0031] 在步骤a")中，垂直加速度和纵向加速度被测量；并且在步骤b)中，所述回避 导引律的计算一方面是依据垂直速度设定值、飞行航道倾角和垂直加速度设定点中的设定 点，另一方面是依据空速设定点和纵向加速度设定点；
[0032] 飞行器为旋翼式飞行器，并且步骤b)包括根据姿势变化和总距操纵杆变化计算 至少一个命令；
[0033] 在步骤b)中，姿势变化命令使用以下等式来计算：
[0034] D_THETA_com= -K1X(IAS_consigne-IAS_mesuree)+K2XAX_mesuree
[0035] 其中，IAS_consigne为空速设定点，
[0036] IAS_mesur6e为测量的空速，
[0037] AX_mesur6e为测量的纵向加速度，以及
[0038] K1和K2为至少取决于姿势和速度的增益；
[0039] 在步骤b)中，总距操纵杆变化命令使用以下等式来计算：
[0040] D_COLL_com=K3X(VZ_consigne-VZ_mesuree)-K4XAZ_mesuree
[0041] 其中，VZ_consigne为垂直速度设定点，
[0042] VZ_mesur6e为测量的垂直速度，
[0043] AZ_mesur6e为测量的纵向加速度，以及
[0044] K3和K4为至少取决于姿势和速度的增益；以及
[0045] 飞行器进一步包括自动驾驶设备，并且该方法进一步在步骤b)之后包括下述后 续步骤中的至少一个后续步骤：
[0046] c)将在步骤b)中计算得到的回避导引律显示在飞行器的机组人员可见的屏幕 上，从而辅助机组人员执行回避机动飞行；以及
[0047] c'）将在步骤b)中计算得到的回避导引律发送到所述自动驾驶设备，从而自动执 行机动飞行以回避障碍。
[0048] 本发明还涉及一种计算机程序产品，包括在使用计算机执行时实现如上所述的方 法的软件设定点。
[0049] 本发明还涉及一种用于确定诸如旋翼式飞行器之类的飞行器的回避导引律的电 子系统，飞行器包括适于检测与障碍的碰撞风险的碰撞回避系统，
[0050] 该系统包括用于在检测与障碍的碰撞风险之后，从飞行航道倾角和速度设定点中 确定一个或更多个设定点的装置，至少一个设定点取决于至少一个垂直速度限制值，至少 一个设定点包括垂直方向上的垂直分量，各个垂直速度限制值由碰撞回避系统提供；还包 括用于依据所确定的速度设定点来计算回避导引律的装置，
[0051 ] 其中，至少一个确定的设定点包括在垂直于垂直方向的纵向方向上的纵向分量。
[0052] 本发明还涉及一种飞行器，诸如旋翼式飞行器，该飞行器包括适于检测与一个或 更多障碍的碰撞风险的碰撞回避系统以及如上所述的电子确定系统。
【附图说明】
[0053] 通过阅读以下仅以非限定性示例方式并且参照附图进行的说明将更加清楚地了 解本发明的特征和优点，附图中：
[0054] 图1为根据本发明的飞行器的概括视图，该飞行器包括碰撞回避系统、速度和加 速度测量传感器、飞行控制构件、自动驾驶设备、数据显示屏以及电子系统，所述碰撞回避 系统适于检测与一个或更多障碍的碰撞风险，所述电子系统用于确定回避导引律；
[0055] 图2为示出了与飞行器相关的各个功率以及飞行器飞行所需的总功率的一组曲 线；
[0056] 图3为根据本发明的用于确定回避导引律的方法的流程图，该方法由图1中的确 定系统实现；以及
[0057] 图4为针对确定图3中的流程图的速度设定点的步骤的更加详细的流程图。
【具体实施方式】
[0058] 在图1中，诸如旋翼式飞行器之类的飞行器10包括适于检测与一个或更多障碍碰 撞风险的碰撞回避系统12、一组适于测量飞行器10的速度和加速的传感器14、飞行器的自 动驾驶设备16以及数据显示屏18。
[0059] 飞行器10还包括第一控制杆20和第二控制杆22,其中每个控制杆形成的主要控 制构件能够由飞行器的机组人员24操纵以驾驶飞行器。
[0060] 根据本发明，飞行器10进一步包括用于确定飞行器的回避导引律以回避障碍的 电子系统30。
[0061] 碰撞回避系统 12,也被称为TCAS(TrafficCollisionAvoidanceSystem，交通碰 撞回避系统），是众所周知的，并且适用于监视飞行器10周围的领空，尤其是检测配备有对 应的主动应答器的其他飞行器。该检测不依赖于空中交通控制器所进行的空中交通控制。
[0062] 如果识别到与一个或更多障碍的碰撞风险，则碰撞回避系统12适于向确定系统 30提供一个或更多垂直速度限制值。确定系统30随后适于根据从碰撞回避系统12接收到 的垂直速度限制值来确定垂直速度值的授权范围。
[0063] 当碰撞回避系统12仅提供最小的垂直速度值时，垂直速度值的授权范围对应于 大于该最小值的值。当碰撞回避系统12仅提供最大的垂直速度值时，垂直速度值的授权范 围对应于小于该最大值的值。最后，当碰撞回避系统12提供最小和最大的垂直速度值时， 垂直速度值的授权范围为介于这些最小值和最大值之间的一组值。
[0064] 该组传感器14适用于测量飞行器10的速度和加速度，尤其是测量垂直方向Z上 的垂直速度VZ和垂直加速度AZ，垂直方向Z即为与地面垂直的方向或者基本穿过地心 的方向。此后，所测量的垂直速度和所测量的垂直加速度分别被标为VZ_mesur6e和AZ_ mesuree〇
[0 065] 本领域的技术人员理当懂得的是，本发明同样适用于被标为FPA(FlightPath Angle)的飞行航道倾角的情况，飞行航道倾角被用于代替垂直速度VZ，从一个变量到另一 个变量的转换已知使用了以下等式：
[0067] 其中，VX表示在与垂直方向Z垂直的纵向方向X上的纵向速度。
[0068] 该组传感器14适用于测量指示空速（IAS，indicatedairspeed)，所测量的飞行 器10的指示空速被标为IAS_mesur6e。指示空速IAS包括垂直方向Z上的垂直分量以及与 垂直方向Z垂直的纵向方向X上的纵向分量。
[0069] 在说明书的后续部分，按照惯例，空速对应于指示空速IAS。本领域的技术人员理 当懂得的是，本发明同样适用于指示空速为校准空速（CAS，calibratedairspeed)或真实 空速（TAS，trueairspeed)、又或者是MACH(马赫数）的情况。
[0070] 该组传感器14还适用于测量飞行器10在纵向方向X上的纵向加速度AX，所测量 的纵向加速度被标为AX_mesur6e。
[0071]自动驾驶设备16是众所周知的，并且自动驾驶设备16在被激活时可以自动操作 飞行器10的轨道，而不需要飞行器的机组人员24对主要控制构件20、22之一进行操作。
[0072] 显示屏18适于显示数据，尤其是来自确定系统30的数据，从而例如向飞行器的机 组人员24提供驾驶辅助。在图1中的示例实施例中，显示屏18独立于确定系统30。在未 示出的替代方式中，显示屏18被包含在确定系统30中。
[0073] 第一和第二控制杆20、22是众所周知的并且形成机组人员24驾驶飞行器所操纵 的飞行器10的主要控制构件。
[0074] 第一控制杆20,也被称为总距操纵杆，适用于对旋翼式飞行器10在包含垂直方向 Z和纵向方向X的垂直平面内的爬升或降低进行控制。
[0075] 第二控制杆22,也被称为周期边距控制杆或微控杆，适用于命令旋翼式飞行器10 的姿势变化。
[0076] 确定系统30包括例如由存储器34以及与存储器34关联的处理器36所形成的信 息处理单元32。
[0077] 在图1的示例实施例中，确定系统30独立于碰撞回避系统12和自动驾驶设备16。
[0078] 在未示出的替代方式中，确定系统30被包含在自动驾驶设备16中。则显示屏18 例如对应于自动驾驶设备16的未示出的显示屏，并且信息处理单元32对应于自动驾驶设 备16的未示出的信息处理单元。
[0079] 存储器34适于存储软件38,软件38被用于从该组传感器14所提供的值中采集测 量的速度值VZ_mesur6e、IAS_mesur6e和/或加速度值AZ_mesur6e、AX_mesur6e，从碰撞回 避系统12获得垂直速度限制值，以及自动驾驶设备16所提供的任何垂直速度设定点VZ_PA 和空速设定点IAS_PA。
[0080] 存储器34还适于存储软件40,软件40被用于确定一个或更多速度设定点VZ_ consigne、IAS_consigne，至少一个速度设定点VZ_consigne取决于至少一个垂直速度限 制值，至少一个速度设定点VZ_consigne、IAS_consigne包括垂直方向Z上的垂直分量。根 据本发明，确定软件40所确定的至少一个速度设定点IAS_consigne包括纵向方向X上的 纵向分量。
[0081] 存储器34还适于存储软件42,软件42被用于计算针对碰撞回避系统12所检 测到的障碍的回避导引律，该导引律的计算依据所确定的速度设定点VZ_c〇nsigne、IAS_ consigne来完成。
[0082] 作为可选的附加，存储器34适于存储软件44,软件44被用于将与计算的回避导引 律相关的数据显示在屏幕18上。
[0083] 作为可选的附加，存储器34适于存储软件46,软件46被用于向自动驾驶设备16 发送与计算的回避导引律相关的数据，以使得自动驾驶设备16自动完成回避机动飞行。发 送到自动驾驶设备16的数据例如包括姿态变化命$D_THETA_com以及总距操纵杆命令D_ COLL-com〇
[0084]处理器36适于加载并执行软件程序38、40、42、44和46之一。
[0085] 采集软件38、确定软件40和计算软件42分别形成用于对测量的速度和/或加速 度进行采集的装置、用于确定一个或更多速度设定点的装置以及用于计算回避导引律的装 置。
[0086] 替代性地，采集装置38、确定装置40和计算装置42采用可编程逻辑器件或专用集 成电路的形式制作。
[0087]作为可选的附加，显示软件44和传输软件46分别形成用于在屏幕18上显示数据 的装置以及用于将数据发送到自动驾驶设备16的装置。
[0088] 作为该附加的替代方式，显示装置44和传输装置46采用可编程逻辑器件或专用 集成电路的形式制作。
[0089] 采集软件38例如适用于采集所测量的垂直速度和空速值VZ_mesur6e、IAS_ mesur6e以及所测量的垂直和纵向加速度值AZ_mesur6e、AX_mesur6e。采集软件38还适用 于采集来自碰撞回避系统12的垂直速度限制值以及自动驾驶设备16所提供的任何垂直速 度VZ_PA与空速IAS_PA。
[0090] 确定软件40例如适用于计算垂直速度设定点VZ_consigne和空速设定点IAS_ consigne。垂直速度设定点VZ_consigne仅包括垂直方向Z上的垂直分量，并且空速设定 点IAS_consigne包括垂直方向Z上的垂直分量以及纵向方向X上的纵向分量。
[0091] 在所述示例实施例中，各速度设定点VZ_consigne、IAS_consigne包括目标值和 当前值，回避导引律依据当前值来计算，并且所述当前值根据收敛法则收敛到目标值。
[0092] 在说明书的后续部分中，垂直速度设定点VZ_consigne的目标值和当前值分别被 标为VZ_cons_cible和VZ_cons_courante。空速设定点IAS_consigne的目标值和当前值 分别被标为IAS_cons_cible和IAS_cons_courante。垂直速度设定点的目标值VZ_cons_ cible介于垂直速度值VZ的授权范围内，该授权范围由碰撞回避系统12提供的垂直速度限 制值确定。
[0093] 在所述示例中，垂直速度设定点VZ_c〇nSigne随后依据碰撞回避系统12所提供的 至少一个垂直速度限制值来确定。
[0094] 当从测量到的垂直速度VZ_meSur6e和自动驾驶设备16所提供的任何垂直速度设 定点VZ_PA中选择的第一变量VZ_r6f6rence介于垂直速度值的授权范围内时，如上所述， 垂直速度设定点的目标值VZ_cons_cible例如等于第一变量VZ_r6f6rence并且空速设定 点的目标值IAS_cons_cible例如等于第二变量IAS_r6f6rence，第二变量IAS_r6f6rence 从所测量的空速IAS_meSur6e以及自动驾驶设备16所提供的任何空速设定点IAS_PA中选 择。
[0095] 否则，当第一变量VZ_r6f6rence不在所述授权范围内时，垂直速度设定点的目标 值VZ_cons_cible是从所述授权范围内选择的值，并且空速的目标值IAS_cons_cible例如 等于最佳爬升空速IASM或者第二变量IAS_r6f6rence，以下将参照图4进行更加详细的说 明。
[0096] 当垂直速度设定点VZ_PA由自动驾驶设备16提供时，第一变量VZ_r6f6rence则 较优地等于从自动驾驶设备16接收到的该设定点VZ_PA。如果自动驾驶设备16并未向确 定系统30提供任何垂直速度设定点，则第一变量VZ_r6f6rence等于所测量的垂直速度VZ_ mesuree〇
[0097] 同样，当空速设定点IAS_PA由自动驾驶设备16提供时，第二变量IAS_r6f6rence 则较优地等于从自动驾驶设备16接收到的该设定点IAS_PA。如果自动驾驶设备16并未 向确定系统30提供任何空速设定点，则第二变量IAS_r6f6rence等于所测量的空速IAS_ mesuree〇
[0098] 本领域的技术人员应当注意到的是，该逻辑是独立的，也就是说，该逻辑在第一变 量VZ_r6f6rence和第二变量IAS_r6f6rence之间是独立的，自动驾驶设备16适于仅提供 垂直速度设定点VZ_PA，或者仅提供空速设定点IAS_PA，或者提供垂直速度设定点VZ_PA和 空速设定点IAS_PA，或者不提供垂直速度设定点VZ_PA且不提供空速设定点IAS_PA。
[0099] 图2中示出的最佳爬升空速IASW是与飞行器10飞行所需的总功率的最小值对应 的空速，总需求功率对应于图2中以粗线表示的曲线60。在图2中，曲线62表示用于支持 飞行器10的诱导功率，曲线64示出了由飞行器10上的相对气流的气动效应导致的寄生功 率，并且曲线66示出了作用在叶片上的拖拽力导致的叶形功率，总需求功率为诱导功率、 寄生功率和叶形功率的总和。
[0100] 计算软件42适用于依据确定的速度设定点来计算针对障碍的回避导引律，例 如，一方面依据垂直速度设定点VZ_consigne且尤其是该速度设定点的当前值VZ_cons_ courante，并且另一方面，依据空速设定点IAS_consigne且尤其是该速度设定点的当前值 IAS_cons_courante〇
[0101] 计算软件42所计算的导引律例如包括两个命令，即取决于垂直速度设定点 VZ_consigne和测量的垂直速度VZ_mesur6e的第一命令，以及取决于空速设定点IAS_ consigne和测量的空速IAS_mesur6e的第二命令。
[0102] 另外，计算的导引律还一方面取决于垂直加速度AZ，另一方面取决于纵向加速度 AX。第一命令则取决于垂直速度设定点VZ_c〇nSigne，尤其是该垂直速度设定点的当前值 VZ_cons_courante，测量的垂直速度VZ_mesur6e以及垂直加速度AZ。同样，第二命令则取 决于空速设定点IAS_consigne，尤其是该空速设定点的当前值IAS_cons_courante，测量 的空速IAS_mesur6e以及纵向加速度AX。
[0103] 在所述的飞行器10为旋翼式飞行器的示例实施例中，第一命令为总距操纵杆变 化命令D_C0LL_com并且第二命令为姿势变化命令D_THETA_com。
[0104] 姿势变化命令D_THETA_com例如符合以下等式：
[0105] D_THETA_com= -K1X(IAS_consigne-IAS_mesuree)+K2XAX_mesuree(2)
[0106] 其中，IAS_consigne为空速设定点，
[0107] IAS_mesur6e为测量的空速， [0108] AX_mesur6e为测量的纵向加速度，以及
[0109] K1和K2为至少取决于姿势和速度的增益。
[0110] 增益K1以°Am. 表示，并且例如介于1°Am. 和6°Am. 之间，通常 等于 3° /(m.s-1)。
[0111] 增益K2以°Am. 表示，并且例如介于0°Am. 和12°Am.s，之间，通 常等于 6° /(m.s<)。
[0112] 此外，当空速设定点IAS_consigne包括目标值IAS_cons_cible和当前值IAS_ cons_courante，姿势变化命令D_THETA_com较优地符合以下等式：
[0113] D_THETA_com= -K1X(IAS_cons_courante-IAS_mesuree) +K2XAX_mesuree(3)
[0114] 总距操纵杆变化命令D_C0LL_com例如符合以下等式：
[0115] D_C0LL_com=K3X(VZ_consigne-VZ_mesuree)-K4XAZ_mesuree(4)
[0116] 其中，VZ_consigne为垂直速度设定点，
[0117] VZ_mesur6e为测量的垂直速度，
[0118] AZ_mesur6e为测量的纵向加速度，以及
[0119] K3和K4为至少取决于姿势和速度的增益。
[0120] 增益K3以％Am.f)表示，并且例如介于1%Am.f)和4%Am.f)之间，通常 等于 2% /(m.s〇。
[0121] 增益K4以％Am.s，表示，并且例如介于0%Am. 和4%Am. 之间，通常 等于 1 % / (m.s2)。
[0122] 此外同样地，当垂直速度设定点VZ_consigne包括目标值VZ_cons_cible和当前 值VZ_cons_courante时，总距操纵杆变化命令D_COLL_com较优地符合以下等式：
[0123] D_COLL_com=K3X(VZ_cons_courante-VZ_mesuree)-K4XAZ_mesuree(5)
[0124] 在此使用图3和图4对根据本发明的确定系统30的操作进行说明，图3和图4分 别示出了根据本发明所述的用于确定回避导引律的方法的流程图以及用于确定速度设定 点的目标值VZ_cons_cible、IAS_cons_cible的步骤的详细流程图。
[0125] 在初始步骤100中，垂直速度值VZ_mesur6e和空速值IAS_mesur6e使用该组传感 器14进行测量，随后使用采集软件38进行采集。此外，垂直加速度值AZjnesimSe和纵向 加速度值AXjnesimSe使用该组传感器14进行测量，随后使用采集软件38进行采集。这些 不同的速度值和加速度值较优地在相同时刻进行测量。采集软件38还采集来自碰撞回避 系统12的垂直速度限制值以及自动驾驶设备16所提供的任何垂直速度VZ_PA与空速IAS_ PA〇
[0126] 在步骤110中，确定软件40接下来确定垂直速度设定点VZ_consigne和空速设定 点IAS_consigne，尤其是使用之前采集到的测量的垂直速度值VZ_mesur6e和空速值IAS_ mesur6e。该确定步骤110被划分为图4中所示的子步骤。
[0127] 在图4中，在子步骤115中，确定软件40始于确定第一变量VZ_r6f6rence是否在 垂直速度值的授权范围内。如之前所述，垂直速度值的授权范围根据从碰撞回避系统12接 收到的垂直速度限制值来限定。
[0128] 如果第一变量VZ_r6f6rence在垂直速度值的授权范围内，则在子步骤120中，确 定软件40确定垂直速度设定点的目标值VZ_cons_cible等于第一变量VZ_r6f6rence。
[0129] 否则，在子步骤125中，确定软件40通过选择垂直速度值的授权范围内的值来计 算垂直速度设定点的目标值VZ_cons_cible。所选的值例如为所述授权范围内最接近第 一变量VZ_r6f6rence的值。替代性地，所选的值为所述授权范围内最接近第一变量VZ_ r6f6rence的值，在第一变量VZ_r6f6rence上增加或者减少一余量使得所选择的目标值 VZ_cons_cible与所述垂直速度限制值相距至少该余量。
[0130] 在子步骤130中，确定软件40接下来确定之前在子步骤125中所计算的垂直速度 设定点的目标值VZ_cons_cible是否大于第一变量VZ_r6f6rence。
[0131] 如果计算的垂直速度设定点的目标值VZ_C〇nS_Cible大于第一变量VZ_ r6f6rence，则确定软件40接下来在子步骤135中验证第二变量IAS_r6f6rence是否小于 最佳爬升空速IASm。
[0132] 相反地，如果计算的垂直速度设定点的目标值VZ_cons_cible小于第一变量VZ_ r6f6rence，则确定软件40在子步骤140中验证第二变量IAS_r6f6rence是否小于最佳爬 升空速IASm。
[0133] 在子步骤135中，如果第二变量IAS_r6f6rence小于最佳爬升空速IASW，则确 定软件40在子步骤145中确定空速设定点的目标值IAS_C〇ns_Cible等于第二变量IAS_ reference。
[0134] 然而，在子步骤135中，如果第二变量IAS_r6f6rence大于或等于最佳爬升空速 IASW，则确定软件40在子步骤150中确定空速设定点的目标值IAS_cons_cible等于最佳 爬升空速IASm。
[0135] 在子步骤140中，如果第二变量IAS_r6f6rence小于最佳爬升空速IASM，则确定软 件40继续子步骤150并且空速设定点的目标值IAS_cons_cible等于最佳爬升空速IASm。
[0136] 然而，在子步骤140中，如果第二变量IAS_r6f6rence大于或等于最佳爬升空速 IASW，则确定软件40继续子步骤145并且空速设定点的目标值IAS_cons_cible等于第二 变量IAS_r6f6rence。
[0137] 在子步骤120之后，确定软件40继续子步骤145,并且空速设定点的目标值IAS_ cons_cible则等于第二变量IAS_r6f6rence。
[0138] 换言之，用于确定空速设定点的目标值IAS_C〇nS_Cible的策略如下：
[0139] 如果垂直速度设定点的目标值VZ_cons_cible相对于第一变量VZ_r6f6rence未 改变（子步骤120)，那么空速设定点的目标值IAS_C〇ns_Cible也未改变并且等于第二变量 IAS_reference；
[0140] 如果垂直速度设定点的目标值VZ_cons_cible大于第一变量VZ_r6f6rence(正响 应于子步骤130中的测试），即，如果垂直速度必须增大，并且如果第二变量IAS_r6f6rence 大于最佳爬升空速IASW(负响应于子步骤135中的测试），则最佳爬升空速IASM被用作 空速设定点的目标值IAS_C〇ns_Cible。这使得可以使用动能来促进爬升，如图2中的空速 IASi和箭头F1所示，并且减小了长期所需的总功率，也就是当飞行器接近于最佳爬升空速 时所需的总功率。
[0141] 如果垂直速度设定点的目标值VZ_C〇nS_Cible小于或等于第一变量VZ_ r6f6rence(负响应于子步骤130中的测试），S卩，如果垂直速度必须减小，并且如果第二变 量IAS_r6f6rence小于最佳爬升空速IASM(正响应于子步骤140中的测试），则最佳爬升 空速IASW&被用作空速设定点的目标值IAS_C〇ns_Cible。这使得可以转移能量以便于下 降，如图2中的空速IAS2和箭头F2所示，并且使飞行器10处于良好配置中以执行其他机 动飞行，同时通过减小总需求功率来增加可用功率余量。
[0142] 在其他情况下（正响应于子步骤135中的测试或者负响应与子步骤140中的测 试），空速设定点的目标值IAS_cons_cible未改变，并且等于第二变量IAS_r6f6rence。
[0143] 在步骤110的最后，在子步骤145或子步骤150之后，确定软件40还使用之前依 据当前值朝向对应目标值的收敛率所确定的目标值IAS_cons_cible、VZ_cons_cible来 确定空速设定点的当前值IAS_cons_courante以及垂直速度设定点的当前值VZ_cons_ courante〇
[0144] 垂直速度设定点的当前值VZ_cons_courante朝着对应的目标值VZ_cons_cible 的收敛例如遵循仿射率。换言之，只要未达到目标值VZ_C〇nS_Cible，当前值VZ_cons_ courante朝向目标值VZ_cons_cible的动态变化，S卩相对于当前值VZ_cons_courante的 时刻的偏移就是不变的。相对于当前值VZ_C〇nS_C〇urante的时刻的偏移的绝对值例如等 于400每秒每分钟英尺。收敛率的选择则可以保证垂直加速度，从而可以在保持一定的功 率余量的情况下保证快速响应以回避障碍。
[0145] 空速设定点的当前值IAS_cons_courante朝向目标值IAS_cons_cible的动态 变化，即相对于当前值IAS_C〇ns_C〇urante的时刻的偏移，例如取决于测量的空速IAS_ mesur6e以及空速设定点的目标值IAS_cons_cible和当前值IAS_cons_courante之间的 差。相对于当前值IAS_cons_courante的时刻的偏移的绝对值例如符合以下等式：
[0147] 这是针对K* |VZ_cons_cible_VZ_cons_courante| 介于最小纵向加速度AXmin和 最大纵向加速度AXmax之间的值；其中，K是由每分钟每英尺每秒的节数所表示的增益。
[0148] 相对于当前值IAS_cons_courante的时刻的偏移的符号是空速设定点的目标值 和当前值之差（标为IAS_cons_cible-IAS_cons_courante)的符号。空速设定点的当前值 IAS_cons_courante则朝着目标值IAS_cons_cible收敛。
[0149] 换言之，相对于当前值IAS_cons_courante的时刻的偏移的绝对值例如符合以下 等式：
[0151] 其中，sgn为符号函数，该函数在差（IAS_cons_cible_IAS_cons_courante)为正 时等于+1，在该差为零时等于〇,并且在该差为负时等于-1 ;
[0152] med为中间函数，该函数等于（K* |VZ_cons_cible_VZ_cons_courante|)、AXmin和 AXmax三个值中的中间值。这使得可以将函数自身限制为纵向加速度AX的值内，该值介于 最小纵向加速度A Xmin和最大纵向加速度AXmax之间。
[0153] 作为一个示例，增益K的值等于每英尺每分钟1/500节，纵向加速度的最小值 AXmin和最大值AXmax分别等于每秒1节和每秒2节。
[0154] 对于该示例值，如果垂直速度偏差大于1000英尺，则空速设定点IAS_cons_ courante的当前值以每秒2节朝着目标值IAS_cons_cible收敛。如果垂直速度偏差介于 500和1000英尺之间，贝1」空速设定点IAS_cons_courante的当前值以K倍于所计算的垂直 速度偏差朝着目标值IAS_C〇ns_Cible收敛。最后，如果垂直速度偏差小于500英尺，则空 速设定点IAS_cons_courante的当前值以每秒1节朝着目标值IAS_cons_cible收敛。
[0155] 这使得可以在执行需要或者暂时需要空速的联接动力时对其进行加速，或者相反 地，在回避机动飞行不需要过大的动力的情况下提供更慢的联接动力。在后一种情况下，这 使得可以保留更多的功率余量以保证飞行器10更加安全。
[0156] 替代性地，相对于当前值IAS_cons_courante朝着目标值IAS_cons_cible的收敛 率的偏移是不变的，并且例如绝对值等于每秒1节。
[0157] 在图3中所示的步骤160中，计算软件42接下来基于确定的速度设定点来计算针 对障碍的回避导引律。在所述示例中，计算软件42根据等式（2)依据空速设定点的当前值 IAS_cons_courante、测量的空速IAS_mesur6e以及测量的纵向加速度AX_mesur6e来计算 姿势变化命令D_THETA_com。计算软件42还根据等式（4)依据垂直速度设定点的当前值 VZ_cons_courante、测量的垂直速度VZ_mesur6e和测量的垂直加速度AZ_mesur6e来计算 总距操纵杆变化命令D_COLL_com。
[0158] 在步骤160之后，确定系统30继续步骤170 ;在步骤170中，确定系统30的显示 软件44对与计算的回避导引律相关的数据显示在屏幕18上的显示进行管理。
[0159] 替代性地或者额外地，在步骤160之后，确定系统30继续步骤180 ;在步骤180中， 确定系统30的传输软件46将与计算的回避导引律有关的数据发送到自动驾驶设备16,以 使得回避机动飞行由自动驾驶设备16自动完成。传输软件46尤其对之前在步骤160中所 计算的姿势变化命令D_THETA_com的值和总距操纵杆变化命令D_COLL_com的值进行发送。
[0160] 在步骤160的最后，确定系统30返回步骤100,以经由采集软件38采集测量的垂 直速度VZ_mesur6e和测量的空速IAS_mesur6e、以及测量的垂直加速度AZ_mesur6e和测量 的纵向加速度AX_mesur6e的新值。
[0161] 在返回到步骤100之后，确定步骤30继续步骤110以确定新的速度设定点。这 一新的确定较优地通过仅使垂直速度设定点的当前值VZ_cons_courante和空速设定点的 当前值IAS_cons_courante依据相关的收敛率朝着各自的目标值VZ_cons_cible和IAS_ cons_cible变化，并且同时保持步骤110第一次通过时所确定的目标值VZ_cons_cible和 IAS_cons_cible来完成。
[0162] 各自的目标值VZ_cons_cible和IAS_cons_cible较优地仅当来自碰撞回避系统 12的数据或者来自自动驾驶设备16的数据有所修改时才被修改。换言之，各自的目标值 VZ_cons_cible和IAS_cons_cible仅当需要改变回避飞行机动时（例如，出现新的障碍之 后、或者障碍结束之后、或者障碍轨道的修改之后）才被修改。
[0163] 根据本发明的确定系统30和确定方法使得可以通过不仅将包括垂直方向Z上的 垂直分量的速度设定点考虑在内（正如在本领域的现有技术中仅将垂直速度设定点考虑 在内那样）并且也将与垂直方向Z垂直的纵向方向X上的纵向分量考虑在内的速度设定点 考虑在内来计算更好的回避导引律。包括纵向分量的速度设定点例如为空速设定点，该空 速设定点包括垂直分量和纵向分量。
[0164] 因此，根据本发明所确定的回避导引律使得可以提供对飞行器10的能量的更好 管理，尤其是通过将执行回避机动飞行所需的功率最小化来完成管理。回避机动飞行则更 加持久和安全，尤其是通过使飞行器10位于对应于最佳爬升空速从5_的平衡飞行点。
[0165] 能量管理还使得可以进行更快的回避机动飞行，尤其是在更快地将前进速度的动 能转换为爬升的势能的情况下，如图2中的箭头F1所示。
[0166] 当各速度设定点VZ_consigne、IAS_consigne进一步具有目标值VZ_cons_cible、 IAS_cons_cible和当前值VZ_cons_courante、IAS_cons_courante，同时当前值向对应的 目标值收敛时，收敛率的选择使得可以执行更加自然的回避机动飞行，即更加接近于飞行 员进行的机动飞行。
[0167] 根据第二实施例，确定系统30适用于确定飞行航道倾角设定点FPA_consigne以 代替垂直速度设定点VZ_c〇nSigne。事实上，鉴于之前使用垂直速度VZ和飞行航道倾角FPA 之间的等式（1)所述的关系，本领域的技术人员懂得的是，确定系统30还适用于依据确定 的飞行航道倾角设定点FPA_consigne和空速设定点IAS_consigne来计算回避导引律。
[0168] 类似于之前针对第一实施例所述的内容，飞行航道倾角FPA_c〇nSigne和空速设 定点IAS_consigne中的每个例如都包括目标值FPA_cons_cible、IAS_cons_cible以及当 前值FPA_cons_courante、IAS_cons_courante，回避导引律依据当前值进行计算，并且所述 当前值则根据收敛率向目标值收敛。
[0169] 姿势变化命令D_THETA_com例如符合等式（2)，或者另外可选地符合之前针对第 一接收模式所述的且具有未改变的增益值K1、K2的等式（3)。
[0170] 根据该第二实施例，总距操纵杆变化命令D_COLL_com则例如符合以下等式：
[0171] D_COLL_com=K5X(FPA_consigne-FPA_mesuree)-K6XAZ_mesuree (8)
[0172] 其中，FPA_consigne为飞行航道倾角设定点，
[0173] FPA_mesur6e为测量的飞行航道倾角，
[0174] AZ_mesur6e为测量的纵向加速度，以及
[0175] K5和K6为至少取决于姿势和速度的增益。
[0176] 增益1(5以％/°表示，并且例如介于0. 2%/°和8%/°之间，通常等于1%/°。
[0177] 增益K6以％八° .s-1)表示，并且例如介于0%八° .s-1)和8%八° .s-1)之间， 通常等于〇.5%八° .s-1)。
[0178] 同样地，作为可选的附加，飞行航道倾角设定点FPA_c〇nSigne包括目标值FPA_ cons_cible和当前值FPA_cons_courante，总距操纵杆变化命令D_COLL_com较优地符合以 下等式：
[0179] D_COLL_com=K5X(FPA_cons_courante-FPA_mesuree)-K6XAZ_mesuree(9)
[0180] 根据该第二实施例，飞行航路倾角设定点VZ_consigne则例如依据由碰撞回避系 统12提供的至少一个垂直速度限制值、更具体的是依据等式（1)所计算的飞行航道倾角值 的授权范围以及之前在第一实施例中所述的垂直速度值的授权范围来确定。
[0181] 当从测量的飞行航道倾角FPA_meSur6e和自动驾驶设备16所提供的任何飞行航 道倾角设定点FPA_PA中选择的第三变量FPA_r6f6rence介于飞行航道倾角值的授权范围 内时，飞行航道倾角设定点的目标值FPA_cons_cible例如等于第三变量FPA_r6f6rence 并且空速设定点的目标值IAS_cons_cible例如等于第二变量IAS_r6f6rence，第二变量 IAS_r6f6rence从测量的空速IAS_mesur6e以及自动驾驶设备16所提供的任何空速设定点 IAS_PA中选择。
[0182] 否则，当第三变量FPA_r6f6rence并不在飞行航道倾角的授权范围内时，飞行航 道倾角的目标值FPA_cons_cible是从飞行航道倾角值的所述授权范围内选择的值，并 且空速设定点的目标值IAS_C〇ns_Cible例如等于最佳爬升空速IASM或第二变量IAS_ reference。
[0183] 根据该第二实施例的确定系统30的操作与之前针对第一实施例所述的内容相 类似，每次使用飞行航道倾角设定点FPA_consigne代替垂直速度设定点VZ_consigne，或 者额外分别使用飞行航道倾角设定点的当前值FPA_cons_courante和目标值FPA_cons_ cible代替垂直速度设定点的当前值VZ_cons_courante和目标值VZ_cons_courante，以及 使用可用的第三变量FPA_r6f6rence代替第一变量VZ_r6f6rence，如上所述。
[0184] 根据该第二实施例，因此在步骤110中，确定软件40使用之前在步骤100中采集 到的测量的飞行航道倾角值FPA_mesur6e和空速值IAS_mesur6e来确定飞行航道倾角设定 点FPA_consigne和空速设定点IAS_consigne〇
[0185] 该确定步骤110被分为多个子步骤，这与之前参照图4说明的第一实施例相似，使 用第三变量FPA_r6f6rence代替第一变量VZ_r6f6rence，以及分别使用飞行航道倾角设定 的当前值FPA_cons_courante和目标值FPA_cons_cible代替垂直速度设定点的当前值VZ_ cons_courante和目标值VZ_cons_cible〇
[0186] 飞行航道倾角设定点的当前值FPA_cons_courante朝着对应的目标值FPA_cons_ cible的收敛例如遵循仿射率。相对于当前值FPA_cons_courante的时刻的偏移的绝对值 例如等于4度每秒。
[0187] 空速设定点的当前值IAS_cons_courante朝向目标值IAS_cons_cible的动态 变化，即相对于当前值IAS_C〇ns_C〇urante的时刻的偏移，例如取决于测量的空速IAS_ mesur6e以及空速设定点的目标值IAS_cons_cible和当前值IAS_cons_courante之间的 差。
[0188] 根据该第二实施例，相对于当前值IAS_cons_courante的时刻的偏移的绝对值例 如符合以下等 式：
[0190] 这是针对纵向加速度AX介于最小纵向加速度AXmin和最大纵向加速度AXmax的 值；
[0191] 其中，K'是由每秒每度的节数所表示的增益。
[0192] 相对于当前值IAS_cons_courante的时刻的偏移的绝对值例如符合以下等式：
[0194] 其中，sgn为符号函数，该函数在差（IAS_cons_cible_IAS_cons_courante)为正 时等于+1，在该差为零时等于〇,并且在该差为负时等于-1 ;
[0195] med为中间函数，该函数等于（K* |FPA_cons_cible_FPA_cons_courante|)、AXmin 和AXmax三个值中的中间值。这使得可以将函数自身限制为纵向加速度AX的值内，该值介 于最小纵向加速度AXmin和最大纵向加速度AXmax之间。
[0196] 作为一个示例，增益K'的值等于每英尺每分钟1/0. 25节，纵向加速度的最小值 AXmin和最大值AXmax分别等于每秒1节和每秒2节。
[0197] 第二实施例的优点与之前在第一实施例中所述相同，并且不再赘述。
[0198] 本领域的技术人员应当理解的是，回避导引律为用于回避障碍所计算的导引律， 该导引律包括飞行器10的一个或更多导引命令。如之前所述，计算的导引律例如包括两个 命令，即取决于垂直速度设定点VZ_consigne和测量的垂直速度VZ_mesur6e的第一命令， 以及取决于空速设定点IAS_consigne和测量的空速IAS_mesur6e的第二命令。
【主权项】
1. 一种用于确定飞行器（10)回避一个或更多障碍的回避导引律的方法，所述飞行器 (10)包括适于检测与障碍的碰撞风险的碰撞回避系统（12)以及用于确定所述回避导引律 的电子系统（30)， 所述方法由用于确定回避导引律的系统（30)来实现，所述方法包括以下步骤： a) 在检测与障碍的碰撞风险之后，从飞行航道倾角和速度设定点中确定（110) - 个或更多个设定点（VZ_consigne、FPA_consigne、IAS_consigne)，至少一个设定点 (VZ_consigne、FPA_consigne)取决于至少一个垂直速度限制值，至少一个设定点（VZ_ consigne、FPA_consigne、IAS_consigne)包括垂直方向上的垂直分量，各个垂直速度限制 值由所述碰撞回避系统（12)提供，以及 b) 依据所确定的设定点（VZ_consigne、FPA_consigne、IAS_consigne)来计算（160) 所述回避导引律， 其特征在于，在步骤a)中，至少一个确定的设定点（IAS_consigne)包括在垂直于所述 垂直方向（Z)的纵向方向（X)上的纵向分量。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤a)中，第一设定点和第二设定点被 确定，所述第一设定点为垂直速度设定点（VZ_consigne)和飞行航道倾角设定点（FPA_ consigne)中的设定点，所述第二设定点为空速设定点（IAS_consigne)，所述第一设定点 (FPA_consigne、VZ_consigne)包括垂直分量，并且所述第二设定点（IAS_consigne)包括 纵向分量。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，至少一个设定点（VZ_consigne、FPA_ consigne、IAS_consigne)包括目标值（VZ_cons_cible、FPA_cons_cible、IAS_cons_ cible)和当前值（VZ_cons_courante、FPA_cons_courante、IAS_cons_courante)，所述回 避导引律依据所述当前值（VZ_cons_courante、FPA_cons_courante、IAS_cons_courante) 来计算，并且所述当前值（VZ_cons_courante、FPA_cons_courante、IAS_cons_courante) 根据收敛律向所述目标值（VZ_cons_cible、FPA_cons_cible、IAS_cons_cible)收敛。4. 根据权利要求2和3所述的方法，其中，垂直速度值的授权范围根据所述碰撞回避系 统（12)提供的所述垂直速度限制值来确定，并且所述垂直速度设定点的所述目标值（VZ_ cons_cible)介于所述授权范围内。5. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤b)之前，所述方法进一步包括以下步 骤： a'）测量（100)所述飞行器在所述垂直方向（Z)和所述纵向方向（X)中的至少一个方 向上的一个或更多速度（VZ_mesur6e、IAS_mesur6e)，以及 其中，在步骤b)中，所述回避导引律进一步依据所测量的速度（VZ_mesur6e、IAS_mesuree)来计算。6. 根据权利要求4和5所述的方法，其中，垂直速度（VZ_meSur6e)和空速（IAS_ mesur6e)在步骤a'）中被测量，以及 当所测量的垂直速度（VZjnesui^e)和自动驾驶设备（16)所提供的垂直速度设定点 中的第一变量（VZ_r6f6rence)介于所述垂直速度值的授权范围内时，所述垂直速度设定 点的所述目标值（VZ_cons_cible)等于所述第一变量（VZ_r6f6rence)并且所述空速设定 点的所述目标值（IAS_cons_cible)等于第二变量（IAS_r6f6rence)，所述第二变量（IAS_ r6f6rence)来自所测量的空速（IAS_mesur6e)以及所述自动驾驶设备（16)所提供的空速 设定点， 当所述第一变量（VZ_r6f6rence)不在所述授权范围内时，所述垂直速度设定点的所 述目标值（VZ_C〇nS_Cible)是介于所述授权范围内的值，并且所述空速设定点的所述目标 值（IAS_cons_cible)等于最佳爬升空速（IASm)或者所述第二变量（IAS_r6f6rence)。7. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤b)之前，所述方法进一步包括以下步 骤： a'）测量（100)所述飞行器在所述垂直方向（Z)和所述纵向方向（X)中的一个方向上 的一个或更多加速度（AZ_mesur6e、AX_mesur6e)，以及 其中，在步骤b)中，所述回避导引律进一步依据所测量的加速度（AZ_mesur6e、AX_mesuree)来计算。8. 根据权利要求7所述的方法，其中，在步骤a")中，垂直加速度（AZ_mesur6e)和纵 向加速度（AXjnesim^e)被测量；并且在步骤b)中，所述回避导引律的计算一方面是依据所 述垂直速度设定点（VZ_consigne)、所述飞行航道倾角（FPA_consigne)和所述垂直加速度 设定点（AZ_mesur6e)中的所述设定点，另一方面是依据所述空速设定点（IAS_consigne) 和所述纵向加速度设定点（AX_mesur6e)。9. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述飞行器（10)为旋翼式飞行器，并且步骤 b)包括从姿势变化命令（D_THETA_com)和总距操纵杆变化命令（D_COLL_com)中计算至少 一个命令。10. 根据权利要求5、7和9所述的方法，其中，在步骤b)中，所述姿势变化命令（D_ THETA_com)使用以下等式来计算： D_THETA_com=-KlX(IAS_consigne-IAS_mesuree)+K2XAX_mesuree其中，IAS_consigne为空速设定点， IAS_mesur6e为测量的空速， AX_mesur6e为测量的纵向加速度，以及Kl和K2为至少取决于姿势和速度的增益。11. 根据权利要求10所述的方法，其中，在步骤b)中，所述总距操纵杆变化命令（D_ COLL_com)使用以下等式来计算： D_COLL_com = K3X (VZ_consigne-VZ_mesuree)-K4XAZ_mesuree其中，VZ_consigne为垂直速度设定点， VZ_mesur6e为测量的垂直速度， AZ_mesur6e为测量的纵向加速度，以及K3和K4为至少取决于姿势和速度的增益。12. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述飞行器（10)进一步包括自动驾驶设备 (16)，并且 其中，所述方法进一步在步骤b)后包括下述后续步骤中的至少一个： c)将在步骤b)中计算得到的所述回避导引律显示在所述飞行器的机组人员可见的屏 幕上，从而辅助所述机组人员执行回避机动飞行；以及 c'）将在步骤b)中计算得到的所述回避导引律发送（180)到所述自动驾驶设备（16)， 从而自动执行机动飞行以回避所述障碍。13. -种用于确定飞行器（10)回避一个或更多障碍的回避导引律的电子确定系统 (30)，所述飞行器（10)包括适于检测与障碍的碰撞风险的碰撞回避系统（12)， 所述系统（30)包括： 用于在检测与障碍的碰撞风险之后，从飞行航道倾角和速度设定点中确定一个或更 多个设定点（VZ_consigne、FPA_consigne、IAS_consigne)的装置（40)，至少一个设定点 (VZ_consigne、FPA_consigne)取决于至少一个垂直速度限制值，至少一个设定点（VZ_ consigne、FPA_consigne、IAS_consigne)包括垂直方向（Z)上的垂直分量，各个垂直速度 限制值由所述碰撞回避系统（12)提供，以及 用于依据所确定的速度设定点（VZ_consigne、FPA_consigne、IAS_consigne)来计算 所述回避导引律的装置（42)， 其特征在于，至少一个确定的设定点（IAS_consigne)包括在垂直于所述垂直方向（Z) 的纵向方向（X)上的纵向分量。14. 一种飞行器（10)，所述飞行器（10)包括适于检测与一个或更多障碍的碰撞风险的 碰撞回避系统（12)以及用于确定所述飞行器的回避导引律的电子确定系统（30)，其特征 在于，所述电子确定系统（30)是根据权利要求13所述的。
【专利摘要】本申请涉及用于确定飞行器的回避导引律的方法、电子系统和飞行器。本申请的用于确定飞行器的障碍回避导引律的方法由用于确定所述导引律的系统来实现。飞行器包括适于检测与障碍的碰撞风险的碰撞回避系统以及所述确定系统。该方法包括：在检测与障碍的碰撞风险之后，从飞行航道倾角和速度设定点中确定(110)一个或更多个设定点，至少一个设定点取决于至少一个垂直速度限制值，至少一个设定点包括垂直方向上的垂直分量，各个限制值由碰撞回避系统提供；以及，依据所确定的设定点来计算(160)回避导引律。在确定步骤中，至少一个确定的设定点包括在垂直于所述垂直方向的纵向方向上的纵向分量。
【IPC分类】G08G5/04
【公开号】CN104900092
【申请号】CN201510095600
【发明人】马蒂厄·克莱布拉夫, 弗朗西斯·科隆纳, 马克·里丁格
【申请人】泰雷兹公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月3日
【公告号】CA2881545A1, US20150254991
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于确定诸如旋翼式飞行器之类的飞行器的回避导引律以回避 一个或更多障碍的方法。飞行器包括适于检测与障碍的碰撞风险的碰撞回避系统以及用于 确定回避导引律的电子系统。
[0002] 该方法由用于确定回避导引律的系统来实现，并且包括以下步骤：
[0003] a)在检测与障碍的碰撞风险之后，从飞行航道倾角和速度设定点中确定一个或更 多个设定点，至少一个设定点取决于至少一个垂直速度限制值，至少一个设定点包括垂直 方向上的垂直分量，每个垂直速度限制值由所述碰撞回避系统设置；以及
[0004] b)依据所确定的设定点来计算所述回避导引律。
[0005] 本发明还涉及一种适用于实现这样的确定方法的计算机程序产品。
[0006] 本发明还涉及一种用于确定回避导引律的电子系统。
[0007] 本发明还涉及一种飞行器，诸如旋翼式飞行器，该飞行器包括适于检测与一个或 更多障碍的碰撞风险的碰撞回避系统以及用于确定回避导引律的此类电子系统。
【背景技术】
[0008] 前述类型的确定方法和系统从文件EP1797488B1中已知。
[0009] 飞行器是运输机，并且当碰撞回避系统检测到碰撞风险时，飞行器发出告警。碰撞 回避系统还使用垂直速度限制以确定垂直速度设定点。回避导引律，尤其是负荷因子设定 点，随后依据所确定的垂直速度设定点来计算。
[0010] 所计算的负荷因子设定点取决于当前垂直速度的值和所确定的垂直速度设定点 之间的差，该差与取决于飞行器当前速度的变量相乘。
[0011] 所计算的负荷因子设定点随后被自动发送到飞行指引仪，该飞行指引仪实现所述 计算的设定点的显示模式以向飞行器的机组人员提供驾驶辅助。
[0012] 然而，使用这样的方法所计算的回避导引律不是最优的，在该导引律并不适合预 见到完全躲避的情况下，保持飞行器的飞行平衡所需的功率会超过可用功率。
[0013] 因此，本发明的目的是提出一种方法和系统，以使得可以通过减少保持飞行器的 飞行平衡所需的功率来计算更好的回避导引律。通常情况下，新的导引律使得可以将飞行 器的性能约束限制在内并且对飞行器的能量进行更好地管理。
【发明内容】
[0014] 为此，本发明设种上述类型的确定方法，其中，在步骤a)中，至少一个确定的 设定点包括在与垂直方向垂直的纵向方向上的纵向分量。
[0015] 根据本发明的确定方法，速度设定点包括纵向分量，诸如空速设定点包括垂直分 量和纵向分量，这使得可以计算更好的回避导引律，尤其是当飞行器是旋翼式飞行器时。
[0016] 事实上，在旋翼式飞行器上，当速度从零速度开始增大时，飞行所必需的总功率开 始减小，这是因为用于使飞行器悬浮的诱导功率减小。当空速继续增大时，与飞行器上的相 对气流有关的气动结果所导致的寄生功率增大，并且总需求功率也增大。因而，存在需求功 率为最小值的空速。最优空速也被称为最佳爬升空速。
[0017] 速度设定点包括纵向分量，诸如空速设定点包括垂直分量和纵向分量，这样的使 用使得可以确定提供对飞行器的能量和功率进行更好管理的导引律。该导引律例如使得可 以通过使速度的所述纵向分量变化而使回避障碍所必需的功率达到最小。由于可用功率与 所需功率之间存在更大的功率储备，回避机动飞行则更加持久且更加安全。
[0018] 根据本发明的其它有利方面，单独考虑或者根据任何技术上可能的组合，该确定 方法包括以下特征中的一个或者多个：
[0019] 在步骤a)中，第一设定点和第二设定点被确定，第一设定点为垂直速度设定点和 飞行航道倾角设定点中的设定点，第二设定点为空速设定点，第一设定点包括垂直分量，并 且第二设定点包括纵向分量；
[0020] 至少一个设定点包括目标值和当前值，回避导引律依据当前值来计算，并且所述 当前值根据收敛律收敛到目标值；
[0021] 垂直速度值的授权范围根据碰撞回避系统提供的垂直速度限制值来确定，并且垂 直速度设定值的目标值介于所述授权范围内；
[0022] 该方法在步骤b)之前进一步包括以下步骤：
[0023] a'）测量所述飞行器在垂直方向和纵向方向中的至少一个方向上的一个或更多速 度，以及
[0024] 在步骤b)中，回避导引律进一步依据测量的速度来计算；
[0025] 垂直速度和空速在步骤a'）中被测量，以及
[0026] 当所测量的垂直速度和自动驾驶设备所提供的垂直速度设定点中的第一变量介 于垂直速度值的授权范围内时，垂直速度设定点的目标值等于第一变量并且空速设定点的 目标值等于第二变量，第二变量来自所测量的空速以及所述自动驾驶设备所提供的空速设 定点，
[0027] 当第一变量不在授权范围内时，垂直速度设定点的目标值是从授权范围内选择的 值，并且空速设定点的目标值等于最佳爬升空速或者第二变量；
[0028] 该方法在步骤b)之前进一步包括以下步骤：
[0029] a")测量飞行器在垂直方向和纵向方向中的一个方向上的一个或更多加速度， 以及
[0030] 在步骤b)中，回避导引律进一步依据所测量的加速度来计算；
[0031] 在步骤a")中，垂直加速度和纵向加速度被测量；并且在步骤b)中，所述回避 导引律的计算一方面是依据垂直速度设定值、飞行航道倾角和垂直加速度设定点中的设定 点，另一方面是依据空速设定点和纵向加速度设定点；
[0032] 飞行器为旋翼式飞行器，并且步骤b)包括根据姿势变化和总距操纵杆变化计算 至少一个命令；
[0033] 在步骤b)中，姿势变化命令使用以下等式来计算：
[0034] D_THETA_com= -K1X(IAS_consigne-IAS_mesuree)+K2XAX_mesuree
[0035] 其中，IAS_consigne为空速设定点，
[0036] IAS_mesur6e为测量的空速，
[0037] AX_mesur6e为测量的纵向加速度，以及
[0038] K1和K2为至少取决于姿势和速度的增益；
[0039] 在步骤b)中，总距操纵杆变化命令使用以下等式来计算：
[0040] D_COLL_com=K3X(VZ_consigne-VZ_mesuree)-K4XAZ_mesuree
[0041] 其中，VZ_consigne为垂直速度设定点，
[0042] VZ_mesur6e为测量的垂直速度，
[0043] AZ_mesur6e为测量的纵向加速度，以及
[0044] K3和K4为至少取决于姿势和速度的增益；以及
[0045] 飞行器进一步包括自动驾驶设备，并且该方法进一步在步骤b)之后包括下述后 续步骤中的至少一个后续步骤：
[0046] c)将在步骤b)中计算得到的回避导引律显示在飞行器的机组人员可见的屏幕 上，从而辅助机组人员执行回避机动飞行；以及
[0047] c'）将在步骤b)中计算得到的回避导引律发送到所述自动驾驶设备，从而自动执 行机动飞行以回避障碍。
[0048] 本发明还涉及一种计算机程序产品，包括在使用计算机执行时实现如上所述的方 法的软件设定点。
[0049] 本发明还涉及一种用于确定诸如旋翼式飞行器之类的飞行器的回避导引律的电 子系统，飞行器包括适于检测与障碍的碰撞风险的碰撞回避系统，
[0050] 该系统包括用于在检测与障碍的碰撞风险之后，从飞行航道倾角和速度设定点中 确定一个或更多个设定点的装置，至少一个设定点取决于至少一个垂直速度限制值，至少 一个设定点包括垂直方向上的垂直分量，各个垂直速度限制值由碰撞回避系统提供；还包 括用于依据所确定的速度设定点来计算回避导引律的装置，
[0051 ] 其中，至少一个确定的设定点包括在垂直于垂直方向的纵向方向上的纵向分量。
[0052] 本发明还涉及一种飞行器，诸如旋翼式飞行器，该飞行器包括适于检测与一个或 更多障碍的碰撞风险的碰撞回避系统以及如上所述的电子确定系统。
【附图说明】
[0053] 通过阅读以下仅以非限定性示例方式并且参照附图进行的说明将更加清楚地了 解本发明的特征和优点，附图中：
[0054] 图1为根据本发明的飞行器的概括视图，该飞行器包括碰撞回避系统、速度和加 速度测量传感器、飞行控制构件、自动驾驶设备、数据显示屏以及电子系统，所述碰撞回避 系统适于检测与一个或更多障碍的碰撞风险，所述电子系统用于确定回避导引律；
[0055] 图2为示出了与飞行器相关的各个功率以及飞行器飞行所需的总功率的一组曲 线；
[0056] 图3为根据本发明的用于确定回避导引律的方法的流程图，该方法由图1中的确 定系统实现；以及
[0057] 图4为针对确定图3中的流程图的速度设定点的步骤的更加详细的流程图。
【具体实施方式】
[0058] 在图1中，诸如旋翼式飞行器之类的飞行器10包括适于检测与一个或更多障碍碰 撞风险的碰撞回避系统12、一组适于测量飞行器10的速度和加速的传感器14、飞行器的自 动驾驶设备16以及数据显示屏18。
[0059] 飞行器10还包括第一控制杆20和第二控制杆22,其中每个控制杆形成的主要控 制构件能够由飞行器的机组人员24操纵以驾驶飞行器。
[0060] 根据本发明，飞行器10进一步包括用于确定飞行器的回避导引律以回避障碍的 电子系统30。
[0061] 碰撞回避系统 12,也被称为TCAS(TrafficCollisionAvoidanceSystem，交通碰 撞回避系统），是众所周知的，并且适用于监视飞行器10周围的领空，尤其是检测配备有对 应的主动应答器的其他飞行器。该检测不依赖于空中交通控制器所进行的空中交通控制。
[0062] 如果识别到与一个或更多障碍的碰撞风险，则碰撞回避系统12适于向确定系统 30提供一个或更多垂直速度限制值。确定系统30随后适于根据从碰撞回避系统12接收到 的垂直速度限制值来确定垂直速度值的授权范围。
[0063] 当碰撞回避系统12仅提供最小的垂直速度值时，垂直速度值的授权范围对应于 大于该最小值的值。当碰撞回避系统12仅提供最大的垂直速度值时，垂直速度值的授权范 围对应于小于该最大值的值。最后，当碰撞回避系统12提供最小和最大的垂直速度值时， 垂直速度值的授权范围为介于这些最小值和最大值之间的一组值。
[0064] 该组传感器14适用于测量飞行器10的速度和加速度，尤其是测量垂直方向Z上 的垂直速度VZ和垂直加速度AZ，垂直方向Z即为与地面垂直的方向或者基本穿过地心 的方向。此后，所测量的垂直速度和所测量的垂直加速度分别被标为VZ_mesur6e和AZ_ mesuree〇
[0 065] 本领域的技术人员理当懂得的是，本发明同样适用于被标为FPA(FlightPath Angle)的飞行航道倾角的情况，飞行航道倾角被用于代替垂直速度VZ，从一个变量到另一 个变量的转换已知使用了以下等式：
[0067] 其中，VX表示在与垂直方向Z垂直的纵向方向X上的纵向速度。
[0068] 该组传感器14适用于测量指示空速（IAS，indicatedairspeed)，所测量的飞行 器10的指示空速被标为IAS_mesur6e。指示空速IAS包括垂直方向Z上的垂直分量以及与 垂直方向Z垂直的纵向方向X上的纵向分量。
[0069] 在说明书的后续部分，按照惯例，空速对应于指示空速IAS。本领域的技术人员理 当懂得的是，本发明同样适用于指示空速为校准空速（CAS，calibratedairspeed)或真实 空速（TAS，trueairspeed)、又或者是MACH(马赫数）的情况。
[0070] 该组传感器14还适用于测量飞行器10在纵向方向X上的纵向加速度AX，所测量 的纵向加速度被标为AX_mesur6e。
[0071]自动驾驶设备16是众所周知的，并且自动驾驶设备16在被激活时可以自动操作 飞行器10的轨道，而不需要飞行器的机组人员24对主要控制构件20、22之一进行操作。
[0072] 显示屏18适于显示数据，尤其是来自确定系统30的数据，从而例如向飞行器的机 组人员24提供驾驶辅助。在图1中的示例实施例中，显示屏18独立于确定系统30。在未 示出的替代方式中，显示屏18被包含在确定系统30中。
[0073] 第一和第二控制杆20、22是众所周知的并且形成机组人员24驾驶飞行器所操纵 的飞行器10的主要控制构件。
[0074] 第一控制杆20,也被称为总距操纵杆，适用于对旋翼式飞行器10在包含垂直方向 Z和纵向方向X的垂直平面内的爬升或降低进行控制。
[0075] 第二控制杆22,也被称为周期边距控制杆或微控杆，适用于命令旋翼式飞行器10 的姿势变化。
[0076] 确定系统30包括例如由存储器34以及与存储器34关联的处理器36所形成的信 息处理单元32。
[0077] 在图1的示例实施例中，确定系统30独立于碰撞回避系统12和自动驾驶设备16。
[0078] 在未示出的替代方式中，确定系统30被包含在自动驾驶设备16中。则显示屏18 例如对应于自动驾驶设备16的未示出的显示屏，并且信息处理单元32对应于自动驾驶设 备16的未示出的信息处理单元。
[0079] 存储器34适于存储软件38,软件38被用于从该组传感器14所提供的值中采集测 量的速度值VZ_mesur6e、IAS_mesur6e和/或加速度值AZ_mesur6e、AX_mesur6e，从碰撞回 避系统12获得垂直速度限制值，以及自动驾驶设备16所提供的任何垂直速度设定点VZ_PA 和空速设定点IAS_PA。
[0080] 存储器34还适于存储软件40,软件40被用于确定一个或更多速度设定点VZ_ consigne、IAS_consigne，至少一个速度设定点VZ_consigne取决于至少一个垂直速度限 制值，至少一个速度设定点VZ_consigne、IAS_consigne包括垂直方向Z上的垂直分量。根 据本发明，确定软件40所确定的至少一个速度设定点IAS_consigne包括纵向方向X上的 纵向分量。
[0081] 存储器34还适于存储软件42,软件42被用于计算针对碰撞回避系统12所检 测到的障碍的回避导引律，该导引律的计算依据所确定的速度设定点VZ_c〇nsigne、IAS_ consigne来完成。
[0082] 作为可选的附加，存储器34适于存储软件44,软件44被用于将与计算的回避导引 律相关的数据显示在屏幕18上。
[0083] 作为可选的附加，存储器34适于存储软件46,软件46被用于向自动驾驶设备16 发送与计算的回避导引律相关的数据，以使得自动驾驶设备16自动完成回避机动飞行。发 送到自动驾驶设备16的数据例如包括姿态变化命$D_THETA_com以及总距操纵杆命令D_ COLL-com〇
[0084]处理器36适于加载并执行软件程序38、40、42、44和46之一。
[0085] 采集软件38、确定软件40和计算软件42分别形成用于对测量的速度和/或加速 度进行采集的装置、用于确定一个或更多速度设定点的装置以及用于计算回避导引律的装 置。
[0086] 替代性地，采集装置38、确定装置40和计算装置42采用可编程逻辑器件或专用集 成电路的形式制作。
[0087]作为可选的附加，显示软件44和传输软件46分别形成用于在屏幕18上显示数据 的装置以及用于将数据发送到自动驾驶设备16的装置。
[0088] 作为该附加的替代方式，显示装置44和传输装置46采用可编程逻辑器件或专用 集成电路的形式制作。
[0089] 采集软件38例如适用于采集所测量的垂直速度和空速值VZ_mesur6e、IAS_ mesur6e以及所测量的垂直和纵向加速度值AZ_mesur6e、AX_mesur6e。采集软件38还适用 于采集来自碰撞回避系统12的垂直速度限制值以及自动驾驶设备16所提供的任何垂直速 度VZ_PA与空速IAS_PA。
[0090] 确定软件40例如适用于计算垂直速度设定点VZ_consigne和空速设定点IAS_ consigne。垂直速度设定点VZ_consigne仅包括垂直方向Z上的垂直分量，并且空速设定 点IAS_consigne包括垂直方向Z上的垂直分量以及纵向方向X上的纵向分量。
[0091] 在所述示例实施例中，各速度设定点VZ_consigne、IAS_consigne包括目标值和 当前值，回避导引律依据当前值来计算，并且所述当前值根据收敛法则收敛到目标值。
[0092] 在说明书的后续部分中，垂直速度设定点VZ_consigne的目标值和当前值分别被 标为VZ_cons_cible和VZ_cons_courante。空速设定点IAS_consigne的目标值和当前值 分别被标为IAS_cons_cible和IAS_cons_courante。垂直速度设定点的目标值VZ_cons_ cible介于垂直速度值VZ的授权范围内，该授权范围由碰撞回避系统12提供的垂直速度限 制值确定。
[0093] 在所述示例中，垂直速度设定点VZ_c〇nSigne随后依据碰撞回避系统12所提供的 至少一个垂直速度限制值来确定。
[0094] 当从测量到的垂直速度VZ_meSur6e和自动驾驶设备16所提供的任何垂直速度设 定点VZ_PA中选择的第一变量VZ_r6f6rence介于垂直速度值的授权范围内时，如上所述， 垂直速度设定点的目标值VZ_cons_cible例如等于第一变量VZ_r6f6rence并且空速设定 点的目标值IAS_cons_cible例如等于第二变量IAS_r6f6rence，第二变量IAS_r6f6rence 从所测量的空速IAS_meSur6e以及自动驾驶设备16所提供的任何空速设定点IAS_PA中选 择。
[0095] 否则，当第一变量VZ_r6f6rence不在所述授权范围内时，垂直速度设定点的目标 值VZ_cons_cible是从所述授权范围内选择的值，并且空速的目标值IAS_cons_cible例如 等于最佳爬升空速IASM或者第二变量IAS_r6f6rence，以下将参照图4进行更加详细的说 明。
[0096] 当垂直速度设定点VZ_PA由自动驾驶设备16提供时，第一变量VZ_r6f6rence则 较优地等于从自动驾驶设备16接收到的该设定点VZ_PA。如果自动驾驶设备16并未向确 定系统30提供任何垂直速度设定点，则第一变量VZ_r6f6rence等于所测量的垂直速度VZ_ mesuree〇
[0097] 同样，当空速设定点IAS_PA由自动驾驶设备16提供时，第二变量IAS_r6f6rence 则较优地等于从自动驾驶设备16接收到的该设定点IAS_PA。如果自动驾驶设备16并未 向确定系统30提供任何空速设定点，则第二变量IAS_r6f6rence等于所测量的空速IAS_ mesuree〇
[0098] 本领域的技术人员应当注意到的是，该逻辑是独立的，也就是说，该逻辑在第一变 量VZ_r6f6rence和第二变量IAS_r6f6rence之间是独立的，自动驾驶设备16适于仅提供 垂直速度设定点VZ_PA，或者仅提供空速设定点IAS_PA，或者提供垂直速度设定点VZ_PA和 空速设定点IAS_PA，或者不提供垂直速度设定点VZ_PA且不提供空速设定点IAS_PA。
[0099] 图2中示出的最佳爬升空速IASW是与飞行器10飞行所需的总功率的最小值对应 的空速，总需求功率对应于图2中以粗线表示的曲线60。在图2中，曲线62表示用于支持 飞行器10的诱导功率，曲线64示出了由飞行器10上的相对气流的气动效应导致的寄生功 率，并且曲线66示出了作用在叶片上的拖拽力导致的叶形功率，总需求功率为诱导功率、 寄生功率和叶形功率的总和。
[0100] 计算软件42适用于依据确定的速度设定点来计算针对障碍的回避导引律，例 如，一方面依据垂直速度设定点VZ_consigne且尤其是该速度设定点的当前值VZ_cons_ courante，并且另一方面，依据空速设定点IAS_consigne且尤其是该速度设定点的当前值 IAS_cons_courante〇
[0101] 计算软件42所计算的导引律例如包括两个命令，即取决于垂直速度设定点 VZ_consigne和测量的垂直速度VZ_mesur6e的第一命令，以及取决于空速设定点IAS_ consigne和测量的空速IAS_mesur6e的第二命令。
[0102] 另外，计算的导引律还一方面取决于垂直加速度AZ，另一方面取决于纵向加速度 AX。第一命令则取决于垂直速度设定点VZ_c〇nSigne，尤其是该垂直速度设定点的当前值 VZ_cons_courante，测量的垂直速度VZ_mesur6e以及垂直加速度AZ。同样，第二命令则取 决于空速设定点IAS_consigne，尤其是该空速设定点的当前值IAS_cons_courante，测量 的空速IAS_mesur6e以及纵向加速度AX。
[0103] 在所述的飞行器10为旋翼式飞行器的示例实施例中，第一命令为总距操纵杆变 化命令D_C0LL_com并且第二命令为姿势变化命令D_THETA_com。
[0104] 姿势变化命令D_THETA_com例如符合以下等式：
[0105] D_THETA_com= -K1X(IAS_consigne-IAS_mesuree)+K2XAX_mesuree(2)
[0106] 其中，IAS_consigne为空速设定点，
[0107] IAS_mesur6e为测量的空速， [0108] AX_mesur6e为测量的纵向加速度，以及
[0109] K1和K2为至少取决于姿势和速度的增益。
[0110] 增益K1以°Am. 表示，并且例如介于1°Am. 和6°Am. 之间，通常 等于 3° /(m.s-1)。
[0111] 增益K2以°Am. 表示，并且例如介于0°Am. 和12°Am.s，之间，通 常等于 6° /(m.s<)。
[0112] 此外，当空速设定点IAS_consigne包括目标值IAS_cons_cible和当前值IAS_ cons_courante，姿势变化命令D_THETA_com较优地符合以下等式：
[0113] D_THETA_com= -K1X(IAS_cons_courante-IAS_mesuree) +K2XAX_mesuree(3)
[0114] 总距操纵杆变化命令D_C0LL_com例如符合以下等式：
[0115] D_C0LL_com=K3X(VZ_consigne-VZ_mesuree)-K4XAZ_mesuree(4)
[0116] 其中，VZ_consigne为垂直速度设定点，
[0117] VZ_mesur6e为测量的垂直速度，
[0118] AZ_mesur6e为测量的纵向加速度，以及
[0119] K3和K4为至少取决于姿势和速度的增益。
[0120] 增益K3以％Am.f)表示，并且例如介于1%Am.f)和4%Am.f)之间，通常 等于 2% /(m.s〇。
[0121] 增益K4以％Am.s，表示，并且例如介于0%Am. 和4%Am. 之间，通常 等于 1 % / (m.s2)。
[0122] 此外同样地，当垂直速度设定点VZ_consigne包括目标值VZ_cons_cible和当前 值VZ_cons_courante时，总距操纵杆变化命令D_COLL_com较优地符合以下等式：
[0123] D_COLL_com=K3X(VZ_cons_courante-VZ_mesuree)-K4XAZ_mesuree(5)
[0124] 在此使用图3和图4对根据本发明的确定系统30的操作进行说明，图3和图4分 别示出了根据本发明所述的用于确定回避导引律的方法的流程图以及用于确定速度设定 点的目标值VZ_cons_cible、IAS_cons_cible的步骤的详细流程图。
[0125] 在初始步骤100中，垂直速度值VZ_mesur6e和空速值IAS_mesur6e使用该组传感 器14进行测量，随后使用采集软件38进行采集。此外，垂直加速度值AZjnesimSe和纵向 加速度值AXjnesimSe使用该组传感器14进行测量，随后使用采集软件38进行采集。这些 不同的速度值和加速度值较优地在相同时刻进行测量。采集软件38还采集来自碰撞回避 系统12的垂直速度限制值以及自动驾驶设备16所提供的任何垂直速度VZ_PA与空速IAS_ PA〇
[0126] 在步骤110中，确定软件40接下来确定垂直速度设定点VZ_consigne和空速设定 点IAS_consigne，尤其是使用之前采集到的测量的垂直速度值VZ_mesur6e和空速值IAS_ mesur6e。该确定步骤110被划分为图4中所示的子步骤。
[0127] 在图4中，在子步骤115中，确定软件40始于确定第一变量VZ_r6f6rence是否在 垂直速度值的授权范围内。如之前所述，垂直速度值的授权范围根据从碰撞回避系统12接 收到的垂直速度限制值来限定。
[0128] 如果第一变量VZ_r6f6rence在垂直速度值的授权范围内，则在子步骤120中，确 定软件40确定垂直速度设定点的目标值VZ_cons_cible等于第一变量VZ_r6f6rence。
[0129] 否则，在子步骤125中，确定软件40通过选择垂直速度值的授权范围内的值来计 算垂直速度设定点的目标值VZ_cons_cible。所选的值例如为所述授权范围内最接近第 一变量VZ_r6f6rence的值。替代性地，所选的值为所述授权范围内最接近第一变量VZ_ r6f6rence的值，在第一变量VZ_r6f6rence上增加或者减少一余量使得所选择的目标值 VZ_cons_cible与所述垂直速度限制值相距至少该余量。
[0130] 在子步骤130中，确定软件40接下来确定之前在子步骤125中所计算的垂直速度 设定点的目标值VZ_cons_cible是否大于第一变量VZ_r6f6rence。
[0131] 如果计算的垂直速度设定点的目标值VZ_C〇nS_Cible大于第一变量VZ_ r6f6rence，则确定软件40接下来在子步骤135中验证第二变量IAS_r6f6rence是否小于 最佳爬升空速IASm。
[0132] 相反地，如果计算的垂直速度设定点的目标值VZ_cons_cible小于第一变量VZ_ r6f6rence，则确定软件40在子步骤140中验证第二变量IAS_r6f6rence是否小于最佳爬 升空速IASm。
[0133] 在子步骤135中，如果第二变量IAS_r6f6rence小于最佳爬升空速IASW，则确 定软件40在子步骤145中确定空速设定点的目标值IAS_C〇ns_Cible等于第二变量IAS_ reference。
[0134] 然而，在子步骤135中，如果第二变量IAS_r6f6rence大于或等于最佳爬升空速 IASW，则确定软件40在子步骤150中确定空速设定点的目标值IAS_cons_cible等于最佳 爬升空速IASm。
[0135] 在子步骤140中，如果第二变量IAS_r6f6rence小于最佳爬升空速IASM，则确定软 件40继续子步骤150并且空速设定点的目标值IAS_cons_cible等于最佳爬升空速IASm。
[0136] 然而，在子步骤140中，如果第二变量IAS_r6f6rence大于或等于最佳爬升空速 IASW，则确定软件40继续子步骤145并且空速设定点的目标值IAS_cons_cible等于第二 变量IAS_r6f6rence。
[0137] 在子步骤120之后，确定软件40继续子步骤145,并且空速设定点的目标值IAS_ cons_cible则等于第二变量IAS_r6f6rence。
[0138] 换言之，用于确定空速设定点的目标值IAS_C〇nS_Cible的策略如下：
[0139] 如果垂直速度设定点的目标值VZ_cons_cible相对于第一变量VZ_r6f6rence未 改变（子步骤120)，那么空速设定点的目标值IAS_C〇ns_Cible也未改变并且等于第二变量 IAS_reference；
[0140] 如果垂直速度设定点的目标值VZ_cons_cible大于第一变量VZ_r6f6rence(正响 应于子步骤130中的测试），即，如果垂直速度必须增大，并且如果第二变量IAS_r6f6rence 大于最佳爬升空速IASW(负响应于子步骤135中的测试），则最佳爬升空速IASM被用作 空速设定点的目标值IAS_C〇ns_Cible。这使得可以使用动能来促进爬升，如图2中的空速 IASi和箭头F1所示，并且减小了长期所需的总功率，也就是当飞行器接近于最佳爬升空速 时所需的总功率。
[0141] 如果垂直速度设定点的目标值VZ_C〇nS_Cible小于或等于第一变量VZ_ r6f6rence(负响应于子步骤130中的测试），S卩，如果垂直速度必须减小，并且如果第二变 量IAS_r6f6rence小于最佳爬升空速IASM(正响应于子步骤140中的测试），则最佳爬升 空速IASW&被用作空速设定点的目标值IAS_C〇ns_Cible。这使得可以转移能量以便于下 降，如图2中的空速IAS2和箭头F2所示，并且使飞行器10处于良好配置中以执行其他机 动飞行，同时通过减小总需求功率来增加可用功率余量。
[0142] 在其他情况下（正响应于子步骤135中的测试或者负响应与子步骤140中的测 试），空速设定点的目标值IAS_cons_cible未改变，并且等于第二变量IAS_r6f6rence。
[0143] 在步骤110的最后，在子步骤145或子步骤150之后，确定软件40还使用之前依 据当前值朝向对应目标值的收敛率所确定的目标值IAS_cons_cible、VZ_cons_cible来 确定空速设定点的当前值IAS_cons_courante以及垂直速度设定点的当前值VZ_cons_ courante〇
[0144] 垂直速度设定点的当前值VZ_cons_courante朝着对应的目标值VZ_cons_cible 的收敛例如遵循仿射率。换言之，只要未达到目标值VZ_C〇nS_Cible，当前值VZ_cons_ courante朝向目标值VZ_cons_cible的动态变化，S卩相对于当前值VZ_cons_courante的 时刻的偏移就是不变的。相对于当前值VZ_C〇nS_C〇urante的时刻的偏移的绝对值例如等 于400每秒每分钟英尺。收敛率的选择则可以保证垂直加速度，从而可以在保持一定的功 率余量的情况下保证快速响应以回避障碍。
[0145] 空速设定点的当前值IAS_cons_courante朝向目标值IAS_cons_cible的动态 变化，即相对于当前值IAS_C〇ns_C〇urante的时刻的偏移，例如取决于测量的空速IAS_ mesur6e以及空速设定点的目标值IAS_cons_cible和当前值IAS_cons_courante之间的 差。相对于当前值IAS_cons_courante的时刻的偏移的绝对值例如符合以下等式：
[0147] 这是针对K* |VZ_cons_cible_VZ_cons_courante| 介于最小纵向加速度AXmin和 最大纵向加速度AXmax之间的值；其中，K是由每分钟每英尺每秒的节数所表示的增益。
[0148] 相对于当前值IAS_cons_courante的时刻的偏移的符号是空速设定点的目标值 和当前值之差（标为IAS_cons_cible-IAS_cons_courante)的符号。空速设定点的当前值 IAS_cons_courante则朝着目标值IAS_cons_cible收敛。
[0149] 换言之，相对于当前值IAS_cons_courante的时刻的偏移的绝对值例如符合以下 等式：
[0151] 其中，sgn为符号函数，该函数在差（IAS_cons_cible_IAS_cons_courante)为正 时等于+1，在该差为零时等于〇,并且在该差为负时等于-1 ;
[0152] med为中间函数，该函数等于（K* |VZ_cons_cible_VZ_cons_courante|)、AXmin和 AXmax三个值中的中间值。这使得可以将函数自身限制为纵向加速度AX的值内，该值介于 最小纵向加速度A Xmin和最大纵向加速度AXmax之间。
[0153] 作为一个示例，增益K的值等于每英尺每分钟1/500节，纵向加速度的最小值 AXmin和最大值AXmax分别等于每秒1节和每秒2节。
[0154] 对于该示例值，如果垂直速度偏差大于1000英尺，则空速设定点IAS_cons_ courante的当前值以每秒2节朝着目标值IAS_cons_cible收敛。如果垂直速度偏差介于 500和1000英尺之间，贝1」空速设定点IAS_cons_courante的当前值以K倍于所计算的垂直 速度偏差朝着目标值IAS_C〇ns_Cible收敛。最后，如果垂直速度偏差小于500英尺，则空 速设定点IAS_cons_courante的当前值以每秒1节朝着目标值IAS_cons_cible收敛。
[0155] 这使得可以在执行需要或者暂时需要空速的联接动力时对其进行加速，或者相反 地，在回避机动飞行不需要过大的动力的情况下提供更慢的联接动力。在后一种情况下，这 使得可以保留更多的功率余量以保证飞行器10更加安全。
[0156] 替代性地，相对于当前值IAS_cons_courante朝着目标值IAS_cons_cible的收敛 率的偏移是不变的，并且例如绝对值等于每秒1节。
[0157] 在图3中所示的步骤160中，计算软件42接下来基于确定的速度设定点来计算针 对障碍的回避导引律。在所述示例中，计算软件42根据等式（2)依据空速设定点的当前值 IAS_cons_courante、测量的空速IAS_mesur6e以及测量的纵向加速度AX_mesur6e来计算 姿势变化命令D_THETA_com。计算软件42还根据等式（4)依据垂直速度设定点的当前值 VZ_cons_courante、测量的垂直速度VZ_mesur6e和测量的垂直加速度AZ_mesur6e来计算 总距操纵杆变化命令D_COLL_com。
[0158] 在步骤160之后，确定系统30继续步骤170 ;在步骤170中，确定系统30的显示 软件44对与计算的回避导引律相关的数据显示在屏幕18上的显示进行管理。
[0159] 替代性地或者额外地，在步骤160之后，确定系统30继续步骤180 ;在步骤180中， 确定系统30的传输软件46将与计算的回避导引律有关的数据发送到自动驾驶设备16,以 使得回避机动飞行由自动驾驶设备16自动完成。传输软件46尤其对之前在步骤160中所 计算的姿势变化命令D_THETA_com的值和总距操纵杆变化命令D_COLL_com的值进行发送。
[0160] 在步骤160的最后，确定系统30返回步骤100,以经由采集软件38采集测量的垂 直速度VZ_mesur6e和测量的空速IAS_mesur6e、以及测量的垂直加速度AZ_mesur6e和测量 的纵向加速度AX_mesur6e的新值。
[0161] 在返回到步骤100之后，确定步骤30继续步骤110以确定新的速度设定点。这 一新的确定较优地通过仅使垂直速度设定点的当前值VZ_cons_courante和空速设定点的 当前值IAS_cons_courante依据相关的收敛率朝着各自的目标值VZ_cons_cible和IAS_ cons_cible变化，并且同时保持步骤110第一次通过时所确定的目标值VZ_cons_cible和 IAS_cons_cible来完成。
[0162] 各自的目标值VZ_cons_cible和IAS_cons_cible较优地仅当来自碰撞回避系统 12的数据或者来自自动驾驶设备16的数据有所修改时才被修改。换言之，各自的目标值 VZ_cons_cible和IAS_cons_cible仅当需要改变回避飞行机动时（例如，出现新的障碍之 后、或者障碍结束之后、或者障碍轨道的修改之后）才被修改。
[0163] 根据本发明的确定系统30和确定方法使得可以通过不仅将包括垂直方向Z上的 垂直分量的速度设定点考虑在内（正如在本领域的现有技术中仅将垂直速度设定点考虑 在内那样）并且也将与垂直方向Z垂直的纵向方向X上的纵向分量考虑在内的速度设定点 考虑在内来计算更好的回避导引律。包括纵向分量的速度设定点例如为空速设定点，该空 速设定点包括垂直分量和纵向分量。
[0164] 因此，根据本发明所确定的回避导引律使得可以提供对飞行器10的能量的更好 管理，尤其是通过将执行回避机动飞行所需的功率最小化来完成管理。回避机动飞行则更 加持久和安全，尤其是通过使飞行器10位于对应于最佳爬升空速从5_的平衡飞行点。
[0165] 能量管理还使得可以进行更快的回避机动飞行，尤其是在更快地将前进速度的动 能转换为爬升的势能的情况下，如图2中的箭头F1所示。
[0166] 当各速度设定点VZ_consigne、IAS_consigne进一步具有目标值VZ_cons_cible、 IAS_cons_cible和当前值VZ_cons_courante、IAS_cons_courante，同时当前值向对应的 目标值收敛时，收敛率的选择使得可以执行更加自然的回避机动飞行，即更加接近于飞行 员进行的机动飞行。
[0167] 根据第二实施例，确定系统30适用于确定飞行航道倾角设定点FPA_consigne以 代替垂直速度设定点VZ_c〇nSigne。事实上，鉴于之前使用垂直速度VZ和飞行航道倾角FPA 之间的等式（1)所述的关系，本领域的技术人员懂得的是，确定系统30还适用于依据确定 的飞行航道倾角设定点FPA_consigne和空速设定点IAS_consigne来计算回避导引律。
[0168] 类似于之前针对第一实施例所述的内容，飞行航道倾角FPA_c〇nSigne和空速设 定点IAS_consigne中的每个例如都包括目标值FPA_cons_cible、IAS_cons_cible以及当 前值FPA_cons_courante、IAS_cons_courante，回避导引律依据当前值进行计算，并且所述 当前值则根据收敛率向目标值收敛。
[0169] 姿势变化命令D_THETA_com例如符合等式（2)，或者另外可选地符合之前针对第 一接收模式所述的且具有未改变的增益值K1、K2的等式（3)。
[0170] 根据该第二实施例，总距操纵杆变化命令D_COLL_com则例如符合以下等式：
[0171] D_COLL_com=K5X(FPA_consigne-FPA_mesuree)-K6XAZ_mesuree (8)
[0172] 其中，FPA_consigne为飞行航道倾角设定点，
[0173] FPA_mesur6e为测量的飞行航道倾角，
[0174] AZ_mesur6e为测量的纵向加速度，以及
[0175] K5和K6为至少取决于姿势和速度的增益。
[0176] 增益1(5以％/°表示，并且例如介于0. 2%/°和8%/°之间，通常等于1%/°。
[0177] 增益K6以％八° .s-1)表示，并且例如介于0%八° .s-1)和8%八° .s-1)之间， 通常等于〇.5%八° .s-1)。
[0178] 同样地，作为可选的附加，飞行航道倾角设定点FPA_c〇nSigne包括目标值FPA_ cons_cible和当前值FPA_cons_courante，总距操纵杆变化命令D_COLL_com较优地符合以 下等式：
[0179] D_COLL_com=K5X(FPA_cons_courante-FPA_mesuree)-K6XAZ_mesuree(9)
[0180] 根据该第二实施例，飞行航路倾角设定点VZ_consigne则例如依据由碰撞回避系 统12提供的至少一个垂直速度限制值、更具体的是依据等式（1)所计算的飞行航道倾角值 的授权范围以及之前在第一实施例中所述的垂直速度值的授权范围来确定。
[0181] 当从测量的飞行航道倾角FPA_meSur6e和自动驾驶设备16所提供的任何飞行航 道倾角设定点FPA_PA中选择的第三变量FPA_r6f6rence介于飞行航道倾角值的授权范围 内时，飞行航道倾角设定点的目标值FPA_cons_cible例如等于第三变量FPA_r6f6rence 并且空速设定点的目标值IAS_cons_cible例如等于第二变量IAS_r6f6rence，第二变量 IAS_r6f6rence从测量的空速IAS_mesur6e以及自动驾驶设备16所提供的任何空速设定点 IAS_PA中选择。
[0182] 否则，当第三变量FPA_r6f6rence并不在飞行航道倾角的授权范围内时，飞行航 道倾角的目标值FPA_cons_cible是从飞行航道倾角值的所述授权范围内选择的值，并 且空速设定点的目标值IAS_C〇ns_Cible例如等于最佳爬升空速IASM或第二变量IAS_ reference。
[0183] 根据该第二实施例的确定系统30的操作与之前针对第一实施例所述的内容相 类似，每次使用飞行航道倾角设定点FPA_consigne代替垂直速度设定点VZ_consigne，或 者额外分别使用飞行航道倾角设定点的当前值FPA_cons_courante和目标值FPA_cons_ cible代替垂直速度设定点的当前值VZ_cons_courante和目标值VZ_cons_courante，以及 使用可用的第三变量FPA_r6f6rence代替第一变量VZ_r6f6rence，如上所述。
[0184] 根据该第二实施例，因此在步骤110中，确定软件40使用之前在步骤100中采集 到的测量的飞行航道倾角值FPA_mesur6e和空速值IAS_mesur6e来确定飞行航道倾角设定 点FPA_consigne和空速设定点IAS_consigne〇
[0185] 该确定步骤110被分为多个子步骤，这与之前参照图4说明的第一实施例相似，使 用第三变量FPA_r6f6rence代替第一变量VZ_r6f6rence，以及分别使用飞行航道倾角设定 的当前值FPA_cons_courante和目标值FPA_cons_cible代替垂直速度设定点的当前值VZ_ cons_courante和目标值VZ_cons_cible〇
[0186] 飞行航道倾角设定点的当前值FPA_cons_courante朝着对应的目标值FPA_cons_ cible的收敛例如遵循仿射率。相对于当前值FPA_cons_courante的时刻的偏移的绝对值 例如等于4度每秒。
[0187] 空速设定点的当前值IAS_cons_courante朝向目标值IAS_cons_cible的动态 变化，即相对于当前值IAS_C〇ns_C〇urante的时刻的偏移，例如取决于测量的空速IAS_ mesur6e以及空速设定点的目标值IAS_cons_cible和当前值IAS_cons_courante之间的 差。
[0188] 根据该第二实施例，相对于当前值IAS_cons_courante的时刻的偏移的绝对值例 如符合以下等 式：
[0190] 这是针对纵向加速度AX介于最小纵向加速度AXmin和最大纵向加速度AXmax的 值；
[0191] 其中，K'是由每秒每度的节数所表示的增益。
[0192] 相对于当前值IAS_cons_courante的时刻的偏移的绝对值例如符合以下等式：
[0194] 其中，sgn为符号函数，该函数在差（IAS_cons_cible_IAS_cons_courante)为正 时等于+1，在该差为零时等于〇,并且在该差为负时等于-1 ;
[0195] med为中间函数，该函数等于（K* |FPA_cons_cible_FPA_cons_courante|)、AXmin 和AXmax三个值中的中间值。这使得可以将函数自身限制为纵向加速度AX的值内，该值介 于最小纵向加速度AXmin和最大纵向加速度AXmax之间。
[0196] 作为一个示例，增益K'的值等于每英尺每分钟1/0. 25节，纵向加速度的最小值 AXmin和最大值AXmax分别等于每秒1节和每秒2节。
[0197] 第二实施例的优点与之前在第一实施例中所述相同，并且不再赘述。
[0198] 本领域的技术人员应当理解的是，回避导引律为用于回避障碍所计算的导引律， 该导引律包括飞行器10的一个或更多导引命令。如之前所述，计算的导引律例如包括两个 命令，即取决于垂直速度设定点VZ_consigne和测量的垂直速度VZ_mesur6e的第一命令， 以及取决于空速设定点IAS_consigne和测量的空速IAS_mesur6e的第二命令。
【主权项】
1. 一种用于确定飞行器（10)回避一个或更多障碍的回避导引律的方法，所述飞行器 (10)包括适于检测与障碍的碰撞风险的碰撞回避系统（12)以及用于确定所述回避导引律 的电子系统（30)， 所述方法由用于确定回避导引律的系统（30)来实现，所述方法包括以下步骤： a) 在检测与障碍的碰撞风险之后，从飞行航道倾角和速度设定点中确定（110) - 个或更多个设定点（VZ_consigne、FPA_consigne、IAS_consigne)，至少一个设定点 (VZ_consigne、FPA_consigne)取决于至少一个垂直速度限制值，至少一个设定点（VZ_ consigne、FPA_consigne、IAS_consigne)包括垂直方向上的垂直分量，各个垂直速度限制 值由所述碰撞回避系统（12)提供，以及 b) 依据所确定的设定点（VZ_consigne、FPA_consigne、IAS_consigne)来计算（160) 所述回避导引律， 其特征在于，在步骤a)中，至少一个确定的设定点（IAS_consigne)包括在垂直于所述 垂直方向（Z)的纵向方向（X)上的纵向分量。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤a)中，第一设定点和第二设定点被 确定，所述第一设定点为垂直速度设定点（VZ_consigne)和飞行航道倾角设定点（FPA_ consigne)中的设定点，所述第二设定点为空速设定点（IAS_consigne)，所述第一设定点 (FPA_consigne、VZ_consigne)包括垂直分量，并且所述第二设定点（IAS_consigne)包括 纵向分量。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，至少一个设定点（VZ_consigne、FPA_ consigne、IAS_consigne)包括目标值（VZ_cons_cible、FPA_cons_cible、IAS_cons_ cible)和当前值（VZ_cons_courante、FPA_cons_courante、IAS_cons_courante)，所述回 避导引律依据所述当前值（VZ_cons_courante、FPA_cons_courante、IAS_cons_courante) 来计算，并且所述当前值（VZ_cons_courante、FPA_cons_courante、IAS_cons_courante) 根据收敛律向所述目标值（VZ_cons_cible、FPA_cons_cible、IAS_cons_cible)收敛。4. 根据权利要求2和3所述的方法，其中，垂直速度值的授权范围根据所述碰撞回避系 统（12)提供的所述垂直速度限制值来确定，并且所述垂直速度设定点的所述目标值（VZ_ cons_cible)介于所述授权范围内。5. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤b)之前，所述方法进一步包括以下步 骤： a'）测量（100)所述飞行器在所述垂直方向（Z)和所述纵向方向（X)中的至少一个方 向上的一个或更多速度（VZ_mesur6e、IAS_mesur6e)，以及 其中，在步骤b)中，所述回避导引律进一步依据所测量的速度（VZ_mesur6e、IAS_mesuree)来计算。6. 根据权利要求4和5所述的方法，其中，垂直速度（VZ_meSur6e)和空速（IAS_ mesur6e)在步骤a'）中被测量，以及 当所测量的垂直速度（VZjnesui^e)和自动驾驶设备（16)所提供的垂直速度设定点 中的第一变量（VZ_r6f6rence)介于所述垂直速度值的授权范围内时，所述垂直速度设定 点的所述目标值（VZ_cons_cible)等于所述第一变量（VZ_r6f6rence)并且所述空速设定 点的所述目标值（IAS_cons_cible)等于第二变量（IAS_r6f6rence)，所述第二变量（IAS_ r6f6rence)来自所测量的空速（IAS_mesur6e)以及所述自动驾驶设备（16)所提供的空速 设定点， 当所述第一变量（VZ_r6f6rence)不在所述授权范围内时，所述垂直速度设定点的所 述目标值（VZ_C〇nS_Cible)是介于所述授权范围内的值，并且所述空速设定点的所述目标 值（IAS_cons_cible)等于最佳爬升空速（IASm)或者所述第二变量（IAS_r6f6rence)。7. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤b)之前，所述方法进一步包括以下步 骤： a'）测量（100)所述飞行器在所述垂直方向（Z)和所述纵向方向（X)中的一个方向上 的一个或更多加速度（AZ_mesur6e、AX_mesur6e)，以及 其中，在步骤b)中，所述回避导引律进一步依据所测量的加速度（AZ_mesur6e、AX_mesuree)来计算。8. 根据权利要求7所述的方法，其中，在步骤a")中，垂直加速度（AZ_mesur6e)和纵 向加速度（AXjnesim^e)被测量；并且在步骤b)中，所述回避导引律的计算一方面是依据所 述垂直速度设定点（VZ_consigne)、所述飞行航道倾角（FPA_consigne)和所述垂直加速度 设定点（AZ_mesur6e)中的所述设定点，另一方面是依据所述空速设定点（IAS_consigne) 和所述纵向加速度设定点（AX_mesur6e)。9. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述飞行器（10)为旋翼式飞行器，并且步骤 b)包括从姿势变化命令（D_THETA_com)和总距操纵杆变化命令（D_COLL_com)中计算至少 一个命令。10. 根据权利要求5、7和9所述的方法，其中，在步骤b)中，所述姿势变化命令（D_ THETA_com)使用以下等式来计算： D_THETA_com=-KlX(IAS_consigne-IAS_mesuree)+K2XAX_mesuree其中，IAS_consigne为空速设定点， IAS_mesur6e为测量的空速， AX_mesur6e为测量的纵向加速度，以及Kl和K2为至少取决于姿势和速度的增益。11. 根据权利要求10所述的方法，其中，在步骤b)中，所述总距操纵杆变化命令（D_ COLL_com)使用以下等式来计算： D_COLL_com = K3X (VZ_consigne-VZ_mesuree)-K4XAZ_mesuree其中，VZ_consigne为垂直速度设定点， VZ_mesur6e为测量的垂直速度， AZ_mesur6e为测量的纵向加速度，以及K3和K4为至少取决于姿势和速度的增益。12. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述飞行器（10)进一步包括自动驾驶设备 (16)，并且 其中，所述方法进一步在步骤b)后包括下述后续步骤中的至少一个： c)将在步骤b)中计算得到的所述回避导引律显示在所述飞行器的机组人员可见的屏 幕上，从而辅助所述机组人员执行回避机动飞行；以及 c'）将在步骤b)中计算得到的所述回避导引律发送（180)到所述自动驾驶设备（16)， 从而自动执行机动飞行以回避所述障碍。13. -种用于确定飞行器（10)回避一个或更多障碍的回避导引律的电子确定系统 (30)，所述飞行器（10)包括适于检测与障碍的碰撞风险的碰撞回避系统（12)， 所述系统（30)包括： 用于在检测与障碍的碰撞风险之后，从飞行航道倾角和速度设定点中确定一个或更 多个设定点（VZ_consigne、FPA_consigne、IAS_consigne)的装置（40)，至少一个设定点 (VZ_consigne、FPA_consigne)取决于至少一个垂直速度限制值，至少一个设定点（VZ_ consigne、FPA_consigne、IAS_consigne)包括垂直方向（Z)上的垂直分量，各个垂直速度 限制值由所述碰撞回避系统（12)提供，以及 用于依据所确定的速度设定点（VZ_consigne、FPA_consigne、IAS_consigne)来计算 所述回避导引律的装置（42)， 其特征在于，至少一个确定的设定点（IAS_consigne)包括在垂直于所述垂直方向（Z) 的纵向方向（X)上的纵向分量。14. 一种飞行器（10)，所述飞行器（10)包括适于检测与一个或更多障碍的碰撞风险的 碰撞回避系统（12)以及用于确定所述飞行器的回避导引律的电子确定系统（30)，其特征 在于，所述电子确定系统（30)是根据权利要求13所述的。
【专利摘要】本申请涉及用于确定飞行器的回避导引律的方法、电子系统和飞行器。本申请的用于确定飞行器的障碍回避导引律的方法由用于确定所述导引律的系统来实现。飞行器包括适于检测与障碍的碰撞风险的碰撞回避系统以及所述确定系统。该方法包括：在检测与障碍的碰撞风险之后，从飞行航道倾角和速度设定点中确定(110)一个或更多个设定点，至少一个设定点取决于至少一个垂直速度限制值，至少一个设定点包括垂直方向上的垂直分量，各个限制值由碰撞回避系统提供；以及，依据所确定的设定点来计算(160)回避导引律。在确定步骤中，至少一个确定的设定点包括在垂直于所述垂直方向的纵向方向上的纵向分量。
【IPC分类】G08G5/04
【公开号】CN104900092
【申请号】CN201510095600
【发明人】马蒂厄·克莱布拉夫, 弗朗西斯·科隆纳, 马克·里丁格
【申请人】泰雷兹公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月3日
【公告号】CA2881545A1, US20150254991
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