專利名稱：用于飛行器的空速感測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開大體涉及傳感器系統(tǒng)，并且更具體地涉及空速傳感器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
用于飛行器的傳感器系統(tǒng)為飛行員提供飛行數(shù)據(jù)。這些傳感器系統(tǒng)為飛行員提供例如海拔、空速、航向和斜度的數(shù)據(jù)以使他們能夠操作飛行器。例如，飛行員可以使用航向數(shù)據(jù)來確定飛行器何時(shí)在飛行器的目的地的方向上飛行。傳感器系統(tǒng)還可以由控制飛行器上的系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用。例如，空速可以被飛行器上的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用來控制飛行器的速度和穩(wěn)定性。真正的空速是飛行器相對(duì)于飛行器在其中飛行的空氣的實(shí)際速度。標(biāo)定空速是飛行器上的傳感器系統(tǒng)識(shí)別的飛行器的速度。標(biāo)定空速與真正的空速的不同之處在于標(biāo)定空速在測(cè)量時(shí)刻對(duì)于包圍飛行器的空氣的壓縮性和密度的效果來說是未修正的。如此處所使用的，標(biāo)定空速被稱為空速。空速是飛行器傳感器系統(tǒng)測(cè)量的示例。不同類型的傳感器可以用在用于測(cè)量空速的傳感器系統(tǒng)中。例如，皮托靜壓管(pitot-static tube)可以被用來測(cè)量空速。皮托靜壓管通過識(shí)別飛行器周圍的環(huán)境中的總壓力和靜壓力來測(cè)量空速。不同的條件可以改變傳感器測(cè)量空速的精度。例如，冰可以積聚在空速傳感器中或周圍。冰可能引起空速傳感器報(bào)告不如所期望的精確的飛行器空速。在檢測(cè)飛行器空速的精度下降的情況下，傳感器系統(tǒng)報(bào)告給飛行員和/或飛行器上的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可能降低飛行器的性能。例如，空速和其他信息可以被用來將飛行器的速度保持在可接受的值。如果空速不如期望的精確，則可能損害對(duì)飛行器的控制。因此，將有利地是存在這樣的方法和系統(tǒng)，其考慮了上述問題以及可能的其他問題中的一個(gè)或更多個(gè)。

發(fā)明內(nèi)容
不同的有利實(shí)施例提供了用于識(shí)別飛行器的空速的裝置和方法。在一個(gè)有利實(shí)施例中，提供了一種裝置。該裝置包括多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器/空速管(pitot-static probe) 0 多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器中的每一個(gè)都是第一類傳感器。多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器產(chǎn)生第一數(shù)據(jù)。 該裝置還包括多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)組成。多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)中的每一個(gè)都是第二類傳感器，并且多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)。該裝置還包括多個(gè)光檢測(cè)和測(cè)距傳感器。多個(gè)光檢測(cè)和測(cè)距傳感器系統(tǒng)中的每一個(gè)都是第三類傳感器，并且多個(gè)光檢測(cè)和測(cè)距傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生第三數(shù)據(jù)。該裝置還由信號(hào)合并系統(tǒng)組成，該信號(hào)合并系統(tǒng)被配置成檢測(cè)由多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器產(chǎn)生的第一數(shù)據(jù)、由的多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生的第二數(shù)據(jù)和由多個(gè)光檢測(cè)和測(cè)距傳感器產(chǎn)生的第三數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。在另一個(gè)有利實(shí)施例中，裝置由多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器、多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)、多個(gè)文氏管和一個(gè)信號(hào)合并系統(tǒng)組成。多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器中的每一個(gè)都是第一類傳感器學(xué)。多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器被配置成產(chǎn)生第一數(shù)據(jù)。多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)中的每一個(gè)都是第二類傳感器，并且多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)被配置成產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)。多個(gè)文氏管中的每一個(gè)都是第三類傳感器，并且多個(gè)文氏管被配置成產(chǎn)生第三數(shù)據(jù)。信號(hào)合并系統(tǒng)被配置成檢測(cè)由多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器產(chǎn)生的第一數(shù)據(jù)、由多個(gè)迎角傳感器產(chǎn)生的第二數(shù)據(jù)和由多個(gè)文氏管產(chǎn)生的第三數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。在另一個(gè)有利實(shí)施例中，提供了一種用于識(shí)別飛行器的空速的方法。多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器產(chǎn)生飛行器周圍的環(huán)境的第一總壓力值和第一靜壓力值。多個(gè)光檢測(cè)和測(cè)距傳感器產(chǎn)生飛行器周圍的環(huán)境的第二總壓力值和第二靜壓力值。多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生飛行器周圍的環(huán)境的第三總壓力和第三靜壓力值。第一總壓力值、第一靜壓力值、第二總壓力值、第二靜壓力值、第三總壓力值和第三靜壓力值中的錯(cuò)誤被合并以形成合并的總壓力值和合并的靜壓力值。飛行器的空速?gòu)暮喜⒌目倝毫χ岛秃喜⒌撵o壓力值識(shí)別。在另一有利的實(shí)施例中，公開了一種裝置，其包括多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器，其中多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器中的每一個(gè)都是第一類傳感器， 并且其中多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器被配置成產(chǎn)生第一數(shù)據(jù)；多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)，其中多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)中的每一個(gè)都是第二類傳感器， 并且其中多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)被配置成產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)；多個(gè)文氏管，其中多個(gè)文氏管中的每一個(gè)都是第三類傳感器，并且其中多個(gè)文氏管被配置成產(chǎn)生第三數(shù)據(jù)；以及一個(gè)信號(hào)合并系統(tǒng)，其被配置成檢測(cè)由多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器產(chǎn)生的第一數(shù)據(jù)、由多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生的第二數(shù)據(jù)和由多個(gè)文氏管產(chǎn)生的第三數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。其中信號(hào)合并系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒介和儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒介上的用于檢測(cè)第一數(shù)據(jù)、第二數(shù)據(jù)和第三數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤的計(jì)算機(jī)可讀程序編碼。還包括處理單元，其被配置成運(yùn)行儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒介上的計(jì)算機(jī)可讀程序編碼。還包括飛行器，其中多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器與飛行器的機(jī)身的前部分相關(guān)，并且其中多個(gè)文氏管與機(jī)翼整流片的機(jī)身前部相關(guān)。其中第一數(shù)據(jù)包括飛行器周圍的環(huán)境的第一總壓力值和第一靜壓力值，第二數(shù)據(jù)包括飛行器周圍的環(huán)境的第二總壓力值和第二靜壓力值，并且第三數(shù)據(jù)包括飛行器周圍的環(huán)境的第三總壓力值和第三靜壓力值。其中在被配置成校正由多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器產(chǎn)生的第一數(shù)據(jù)、由多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生的第二數(shù)據(jù)和由多個(gè)文氏管產(chǎn)生的第三數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤的過程中，信號(hào)合并系統(tǒng)被配置成使用第一總壓力值、第二總壓力值和第三總壓力值來識(shí)別環(huán)境的第四總壓力值；并且使用第一靜壓力值、第二靜壓力值和第三靜壓力值來識(shí)別飛行器周圍的環(huán)境的第四靜壓力值。其中在使用第一總壓力值、第二總壓力值和第三總壓力值來識(shí)別環(huán)境的第四總壓力值的過程中，信號(hào)合并系統(tǒng)被配置成從第一總壓力值、第二總壓力值和第三總壓力值來識(shí)別第一中間值，以形成環(huán)境的合并的總壓力值。其中在被配置成使用第一靜壓力值、第二靜壓力值和第三靜壓力值來識(shí)別環(huán)境的第四靜壓力值的過程中，信號(hào)合并系統(tǒng)被配置成從第一靜壓力值、第二靜壓力值和第三靜壓力值來識(shí)別第二中間值，以形成環(huán)境的合并的靜壓力值。其中信號(hào)合并系統(tǒng)還被配置成從第一中間值和第二中間值識(shí)別飛行器的空速。所討論的特征、功能和優(yōu)點(diǎn)可以在本發(fā)明的各種實(shí)施例中單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，或者可以在其他實(shí)施例中被組合，其進(jìn)一步的細(xì)節(jié)參考以下說明書和附圖可見。


在所附權(quán)利要求中提出了被認(rèn)為是有利實(shí)施例的特性的新特征。然而，有利實(shí)施例以及優(yōu)選的使用模式、其進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)將通過結(jié)合附圖閱讀時(shí)參考本公開的有利實(shí)施例的以下具體實(shí)施方式
來更好地理解，其中圖1是根據(jù)有利實(shí)施例描述的飛行器的圖示說明；圖2是根據(jù)有利實(shí)施例描述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的圖示說明；圖3是根據(jù)有利實(shí)施例描述的空速監(jiān)測(cè)環(huán)境的圖示說明；圖4是根據(jù)有利實(shí)施例描述的文氏管的圖示說明；圖5是根據(jù)有利實(shí)施例描述的信號(hào)合并系統(tǒng)的圖示說明；圖6是根據(jù)有利實(shí)施例描述的總壓力值的圖示說明；圖7是根據(jù)有利實(shí)施例描述的總壓力值的第二圖示說明；圖8是根據(jù)有利實(shí)施例描述的用于識(shí)別飛行器的空速的程序的流程圖的圖示說明；以及圖9是根據(jù)有利實(shí)施例描述的用于檢測(cè)錯(cuò)誤的程序的流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖，具體參考圖1，其描述了根據(jù)有利實(shí)施例的飛行器的圖示說明。飛行器100是有利實(shí)施例可以在其中實(shí)施的飛行器的示例。飛行器100由機(jī)身部分102和尾翼部分104組成。機(jī)身部分102是飛行器100的主體，其容納乘客和飛行器100上的成員。機(jī)身部分102還包含飛行數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)114。機(jī)身部分102還包含前部106。前部106是位于機(jī)翼116前部的機(jī)身部分102的區(qū)域。前部106包含駕駛室118和飛行數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)114。前部106還包含空速傳感器系統(tǒng)108、110、112和120。在這些示例中，空速傳感器系統(tǒng)108由皮托靜壓探測(cè)器組成，并且空速傳感器系統(tǒng)110由迎角傳感器組成。在這些示例中，空速傳感器系統(tǒng)112由光檢測(cè)和測(cè)距(LIDAR)傳感器組成。在這些示例中，空速傳感器系統(tǒng)120由文氏管組成?？账賯鞲衅飨到y(tǒng)110使用飛行器100的迎角、來自全球定位系統(tǒng)傳感器122的全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)和來自慣性傳感器系統(tǒng)126的慣性系統(tǒng)數(shù)據(jù)來識(shí)別飛行器100的空速。飛行器100的迎角是飛行器100的縱向主軸與局部空氣質(zhì)量流之間的角度。全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)包含飛行器100的海拔。慣性傳感器系統(tǒng)1 是多個(gè)舒勒調(diào)諧(khuler-timed)慣性基準(zhǔn)裝置。例如，舒勒調(diào)諧慣性基準(zhǔn)裝置可以用在商用運(yùn)輸飛行器中。另外，慣性傳感器系統(tǒng) 126由激光陀螺慣性基準(zhǔn)裝置組成?？账賯鞲衅飨到y(tǒng)110組合迎角、來自全球定位系統(tǒng)122的全球定位數(shù)據(jù)和慣性系統(tǒng)數(shù)據(jù)來識(shí)別飛行器100周圍的環(huán)境的靜壓力和總壓力。在一些有利實(shí)施例中，靜壓力和總壓力使用提升模型(lift model)根據(jù)迎角、來自全球定位系統(tǒng)122的全球定位數(shù)據(jù)和慣性系統(tǒng)數(shù)據(jù)來識(shí)別。在未決的公開為美國(guó)專利公開No. 2010/010(^60的美國(guó)專利申請(qǐng) No. 12/255，233中描述了提升模型的示例，其全部?jī)?nèi)容通過引用被合并至此?？账賯鞲衅飨到y(tǒng)110使用皮托靜壓探測(cè)器來識(shí)別飛行器100的空速。皮托靜壓探測(cè)器通過測(cè)量包圍飛行器100的環(huán)境的靜壓力和總壓力來識(shí)別空速。皮托靜壓探測(cè)器由懸臂式管組成，其指向飛行方向并且測(cè)量在管的末端處的空氣的停滯(總)壓力和沿管側(cè)的大氣(靜)壓力?？商鎿Q地，探測(cè)器可以僅測(cè)量皮托壓力并且靜壓力可以通過沿前部機(jī)身側(cè)邊的沖洗口測(cè)量。空速傳感器系統(tǒng)110識(shí)別飛行器100周圍的環(huán)境的靜壓力和總壓力。在一些有利實(shí)施例中，存在空速數(shù)據(jù)系統(tǒng)112而沒有空速傳感器系統(tǒng)120。然而， 在其他有利實(shí)施例中，既有空速數(shù)據(jù)系統(tǒng)112也有空速傳感器系統(tǒng)120?？账賯鞲衅飨到y(tǒng)120使用文氏管識(shí)別飛行器100的空速。文氏管是具有至少兩部分的管，其中每部分具有不同直徑。當(dāng)飛行器100移動(dòng)通過空氣時(shí)，空氣進(jìn)入空速傳感器系統(tǒng)120?？諝饬魅胍徊糠?，并且隨后進(jìn)入另外的部分?？諝庠诠艿拿坎糠种芯哂胁煌膲毫Α刹糠种械牧黧w之間的壓力差和飛行器100周圍的環(huán)境的靜壓力可以被識(shí)別。靜壓力可以在空氣進(jìn)入管的點(diǎn)處被識(shí)別。壓力差可以通過測(cè)量文氏管兩部分中的壓力并且從一部分中的壓力減去另一部分中的壓力來測(cè)量。壓力差可以被用來獲得飛行器100周圍的環(huán)境的總壓力?？账贁?shù)據(jù)系統(tǒng)112與尾翼部分104相關(guān)。在這些示例中空速數(shù)據(jù)系統(tǒng)112由光檢測(cè)和測(cè)距(LIDAR)傳感器組成?？账贁?shù)據(jù)系統(tǒng)112使用激光來監(jiān)測(cè)飛行器100在一時(shí)間段內(nèi)飛行的距離。距離和時(shí)間段被用來識(shí)別飛行器100的空速。飛行數(shù)據(jù)系統(tǒng)114從空速傳感器系統(tǒng)108、110和120接收總壓力和靜壓力?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，其描述了根據(jù)有利實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的圖。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)200 可以被用來實(shí)施圖3中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)308。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)200可以被用作用來識(shí)別飛行器 (例如，圖1中的飛行器100)的空速的飛行器數(shù)據(jù)系統(tǒng)。在這個(gè)有利實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)200包括通信架構(gòu)202，其提供處理器單元 204、存儲(chǔ)器206、永久性存儲(chǔ)器208、通信單元210、輸入/輸出(I/O)單元212和顯示器214 之間的通信。處理器單元204用來執(zhí)行可被加載到存儲(chǔ)器206中的軟件的指令。處理器單元204 可以是一系列一個(gè)或更多個(gè)處理器或者可以是多處理器核心，這取決于具體應(yīng)用。此外，處理器單元204可以使用一個(gè)或更多個(gè)不同的處理器系統(tǒng)來實(shí)施，其中主處理器有在單個(gè)芯片上的二級(jí)處理器。作為另一個(gè)有利示例，處理器單元204可以是包含多個(gè)相同類型的處理器的對(duì)稱的多處理器系統(tǒng)。存儲(chǔ)器206和永久性存儲(chǔ)器208是存儲(chǔ)設(shè)備216的示例。存儲(chǔ)設(shè)備是能夠?qū)⑿畔⒋鎯?chǔ)在臨時(shí)基體和/或永久性基體上的任何硬件，信息例如但不限于數(shù)據(jù)、功能形式的程序編碼和/或其他合適的信息。在這些示例中，存儲(chǔ)器206可以是例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器或任何其他合適的易失性或非易失性存儲(chǔ)設(shè)備。永久性存儲(chǔ)器208可以采取各種形式，這取決于具體實(shí)施方式
。例如，永久性存儲(chǔ)器208可以包含一個(gè)或更多個(gè)部件或設(shè)備。例如，永久性存儲(chǔ)器208可以是硬盤、閃存、可重寫光盤、可重寫磁盤或以上的一些組合。永久性存
7儲(chǔ)器208所使用的媒介可以是可移動(dòng)的。例如，可移動(dòng)硬盤可以被用于永久性存儲(chǔ)器208。在這些示例中，通信單元210提供其他數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或設(shè)備的通信。在這些示例中，通信單元210是網(wǎng)絡(luò)接口卡。通信單元210可以通過使用物理和無線通信鏈接中的任一個(gè)或兩者來提供通信。輸入/輸出單元212允許被連接至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)200的其他設(shè)備的數(shù)據(jù)的輸入和輸出。例如，輸入/輸出單元212可以通過鍵盤、鼠標(biāo)和/或一些其他合適輸入裝置為用戶輸入提供連接。此外，輸入/輸出單元212可以發(fā)送輸出到打印機(jī)。顯示器214提供機(jī)構(gòu)來顯示信息給用戶。用于操作系統(tǒng)、應(yīng)用和/或程序的指令可以位于儲(chǔ)存設(shè)備216中，其通過通信架構(gòu) 202與處理器單元204通信。在這些有利實(shí)施例中，指令是永久性存儲(chǔ)器208上的功能形式。這些指令可以被加載到存儲(chǔ)器206中用于由處理器單元204執(zhí)行。不同實(shí)施例的處理可以由處理器單元204使用計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令來執(zhí)行，計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可能位于存儲(chǔ)器中，例如存儲(chǔ)器206。這些指令被稱為程序編碼、計(jì)算機(jī)可用程序編碼或計(jì)算機(jī)可讀程序編碼，其可以被處理器單元204中的處理器讀取并執(zhí)行。在不同的實(shí)施例中，程序編碼可以包含在不同的物理或計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)媒介上，例如存儲(chǔ)器206或永久性存儲(chǔ)器208。程序編碼218以功能形式位于計(jì)算機(jī)可讀媒介220上，計(jì)算機(jī)可讀媒介220選擇性地可移除并且可以被加載到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)200上或被傳遞到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)200，用于由處理器單元204執(zhí)行。程序編碼218和計(jì)算機(jī)可讀媒介220形成計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品222。在一個(gè)示例中，計(jì)算機(jī)可讀媒介220可以是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)2M或計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)媒介 226。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒介2M可以包括例如光盤或磁盤，其可以插入或放入驅(qū)動(dòng)或作為永久性存儲(chǔ)器208的一部分的其他設(shè)備中，以便傳遞到作為永久性存儲(chǔ)器208的一部分的存儲(chǔ)設(shè)備上，例如硬盤。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒介2M還可以采取永久性存儲(chǔ)器的形式，例如被連接至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)200的硬盤、拇指碟(thumb drive)或閃存。在一些情況下，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒介2M可以是不可從數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)200移除(removable)的?？商鎿Q地，程序編碼218可以使用計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)媒介2 被傳遞到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)200。計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)媒介2 可以是例如包含程序編碼218的傳播式數(shù)據(jù)信號(hào)。例如， 計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)媒介2 可以是電磁信號(hào)、光信號(hào)和/或任意其他合適類型的信號(hào)。這些信號(hào)可以在通信鏈接上傳遞，例如無線通信鏈接、光纖光纜、同軸電纜、導(dǎo)線和/或任何其他合適類型的通信鏈接。換言之，在有利示例中，通信鏈接和/或連接可以是物理的或無線的。在一些有利實(shí)施例中，程序編碼218可以通過計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)媒介2 在網(wǎng)絡(luò)上從另一個(gè)裝置或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)下載到永久性存儲(chǔ)器208以便在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)200內(nèi)使用。 例如，存儲(chǔ)在服務(wù)器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒介中的程序編碼可以在網(wǎng)絡(luò)上從服務(wù)器下載到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)200。提供程序編碼218的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以是能夠儲(chǔ)存和傳遞程序編碼218的服務(wù)器計(jì)算機(jī)、客戶計(jì)算機(jī)或一些其他的設(shè)備。圖示說明數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)200的不同部件不意味著為可實(shí)施不同實(shí)施例的方式提供結(jié)構(gòu)限制。不同的有利實(shí)施例可以在包括除了或替代圖示說明數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)200的那些部件之外的部件的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中實(shí)施。圖2所示的其他部件可以從所示的有利實(shí)施例變化。不同實(shí)施例可以使用能夠執(zhí)行程序編碼的任何硬件設(shè)備或系統(tǒng)來實(shí)施。作為一個(gè)示例， 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)200可以包括與無機(jī)部分結(jié)合的有機(jī)部分和/或可以完全由不包括人的有機(jī)部分組成。例如，儲(chǔ)存設(shè)備可以由有機(jī)半導(dǎo)體組成。作為另一個(gè)示例，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)200中的儲(chǔ)存設(shè)備是可以儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的任意硬件裝置。存儲(chǔ)器206、永久性存儲(chǔ)器208和計(jì)算機(jī)可讀媒介220是有形形式的儲(chǔ)存裝置的示例。在另一個(gè)示例中，總線系統(tǒng)可以被用來實(shí)施通信架構(gòu)202并且可以由一個(gè)或更多個(gè)總線組成，該總線例如系統(tǒng)總線或輸入/輸出總線。當(dāng)然，總線系統(tǒng)可以使用提供被附接至總線系統(tǒng)的不同部件或裝置之間的數(shù)據(jù)傳遞的任何合適類型的結(jié)構(gòu)來實(shí)施。此外，通信單元可以包括一個(gè)或更多個(gè)用來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的裝置，例如調(diào)制解調(diào)器或網(wǎng)絡(luò)適配器。 進(jìn)一步地，存儲(chǔ)器可以是例如存儲(chǔ)器206或例如在接口中的發(fā)現(xiàn)的緩存以及可以存在于通信架構(gòu)202中的存儲(chǔ)器控制器集線器。不同有利實(shí)施例認(rèn)識(shí)并考慮多種不同的考慮。例如，不同有利實(shí)施例意識(shí)并考慮到共模事件可能引起由被用來確定空速的多于一個(gè)傳感器報(bào)告不一致的數(shù)據(jù)。共模事件是不利地影響多于一個(gè)相同類型的傳感器的事件。例如，冰累積可以同時(shí)不利地影響多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器。不同有利實(shí)施例意識(shí)到一些類型的傳感器不可能被與其他類型的傳感器相同的共模事件影響。由于傳感器的設(shè)計(jì)和/或傳感器的位置，傳感器可能不被相同的事件影響。 例如，冰可能不影響第二或第三類型的空速傳感器，因?yàn)樵摽账賯鞲衅鞯奈恢没騻鞲衅鞯脑O(shè)計(jì)不受冰的影響。另外，不同的有利實(shí)施例意識(shí)到從兩個(gè)不同的傳感器系統(tǒng)類型接收空速和/或壓力數(shù)據(jù)不允許飛行器數(shù)據(jù)合并系統(tǒng)接收空速和/或壓力數(shù)據(jù)，以在從兩種傳感器類型接收的數(shù)據(jù)中存在不一致性的情況下，識(shí)別哪種空速數(shù)據(jù)傳感器系統(tǒng)類型在報(bào)告準(zhǔn)確值。不同的有利實(shí)施例意識(shí)到從至少三個(gè)不同的空速數(shù)據(jù)傳感器系統(tǒng)類型接收壓力和/或空速數(shù)據(jù)允許飛行器數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過將數(shù)值與使用其他兩種傳感器類型獲得的數(shù)值比較來識(shí)別哪一種傳感器類型在報(bào)告不一致的數(shù)值。因此，不同的有利實(shí)施例提供了一種用于識(shí)別飛行器的空速的裝置和方法。在一個(gè)有利實(shí)施例中，提供一種裝置。該裝置由多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器組成。多個(gè)靜壓探測(cè)器中的每一個(gè)都是第一類傳感器。多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器產(chǎn)生第一數(shù)據(jù)。該裝置還由多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)組成。多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)中的每一個(gè)都是第二類傳感器，并且多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)。該裝置還由多個(gè)光檢測(cè)和測(cè)距傳感器組成。多個(gè)光探測(cè)和測(cè)距傳感器產(chǎn)生第三數(shù)據(jù)。該裝置還由信號(hào)合并系統(tǒng)組成，該信號(hào)合并系統(tǒng)被配置成檢測(cè)由多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器產(chǎn)生的第一數(shù)據(jù)、由多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生的第二數(shù)據(jù)和由多個(gè)光檢測(cè)和測(cè)距傳感器產(chǎn)生的第三數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。在另一個(gè)有利實(shí)施例中，裝置由多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器、多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)、多個(gè)文氏管和一個(gè)信號(hào)合并系統(tǒng)組成。多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器中的每一個(gè)都是第一類傳感器。多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器被配置成產(chǎn)生第一數(shù)據(jù)。多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)中的每一個(gè)都是第二類傳感器，并且多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)被配置成產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)。多個(gè)文氏管中的每一個(gè)都是第三類傳感器，并且多個(gè)文氏管被配置成產(chǎn)生第三數(shù)據(jù)。信號(hào)合并系統(tǒng)被配置成檢測(cè)由多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器產(chǎn)生的第一數(shù)據(jù)、由多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生的第二數(shù)據(jù)和由多個(gè)文氏管產(chǎn)生的第三數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。在另一個(gè)有利實(shí)施例中，提供了一種用于識(shí)別飛行器的空速的方法。多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器產(chǎn)生飛行器周圍的環(huán)境的第一總壓力值和第一靜壓力值。多個(gè)光檢測(cè)和測(cè)距傳感器產(chǎn)生飛行器周圍的環(huán)境的第二總壓力值和第二靜壓力值。多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生飛行器周圍的環(huán)境的第三總壓力值和第三靜壓力值。第一總壓力值、第一靜壓力值、第二總壓力值、第二靜壓力值、第三總壓力值和第三靜壓力值被合并以形成合并的總壓力值和合并的靜壓力值。飛行器的空速根據(jù)合并的總壓力值和合并的靜壓力值被識(shí)別。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3，其描述了根據(jù)有利實(shí)施例的空速監(jiān)測(cè)環(huán)境的圖示說明?？账俦O(jiān)測(cè)環(huán)境300可以被用來監(jiān)測(cè)圖1中的飛行器100的空速。空速監(jiān)測(cè)環(huán)境300包括環(huán)境302。環(huán)境302是包圍飛行器304的物理區(qū)域。圖1 中的飛行器100是飛行器304的示例。傳感器系統(tǒng)306和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)308在飛行器304上。 在這些示例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)308位于飛行器304的內(nèi)部并且傳感器系統(tǒng)306位于飛行器304 的外面。傳感器系統(tǒng)306被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)308用來識(shí)別飛行器304的空速310。傳感器系統(tǒng) 306由傳感器類型320、322、3M和326的傳感器組成。傳感器類型320、322、3M和3 是不同的傳感器類型，使得可能引起一種傳感器類型產(chǎn)生不一致的數(shù)據(jù)的事件不引起另一種傳感器類型產(chǎn)生不一致的數(shù)據(jù)。在這些示例中，傳感器類型320是多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器312，傳感器類型322是多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)314，傳感器類型3M是多個(gè)光檢測(cè)和測(cè)距傳感器316，并且傳感器類型 3 是多個(gè)文氏管318。應(yīng)該注意到，在一些有利實(shí)施例中，有多個(gè)光檢測(cè)和測(cè)距傳感器316 并且沒有多個(gè)文氏管。同樣，在其他有利實(shí)施例中，存在多個(gè)文氏管318但沒有多個(gè)光檢測(cè)和測(cè)距傳感器316。多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器312是在飛行方向上指向飛行器304上的前部的管。當(dāng)飛行器處于運(yùn)動(dòng)中時(shí)，空氣沖擊在多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器312上。隨著飛行器304的速度增加，空氣引起多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器312中的總壓力增加。多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器312產(chǎn)生數(shù)據(jù)328。 在這些示例中，數(shù)據(jù)328由總壓力值330和靜壓力值332組成?？倝毫χ?30是由于飛行器304處于運(yùn)動(dòng)中的飛行器304周圍的空氣的總壓力值。靜壓力值332是環(huán)境302中的大氣靜壓力值。靜壓力和總壓力被用來通過使用以下的可壓縮流伯努利方程來識(shí)別飛行器100 的空速= cs。(5 ((Pt-Ps)/ps。+l)2"-l))"2，其中Pt是包圍飛行器100的環(huán)境的總壓力，Ps 是包圍飛行器100的環(huán)境的靜壓力，Ps。是海平面處標(biāo)準(zhǔn)天候靜壓力，cs。是海平面處聲速， 標(biāo)準(zhǔn)天候是用來描述一組大氣數(shù)據(jù)表的術(shù)語，其示出溫度、壓力和密度隨海拔變化，并且V。 是飛行器100的標(biāo)定空速。多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器312位于機(jī)身336的前部334上。機(jī)身336是圖1中機(jī)身部分102的示例實(shí)施方式。多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)314測(cè)量飛行器304的迎角。迎角是飛行器304的縱向主軸相對(duì)于氣流方向的角度。迎角傳感器系統(tǒng)314產(chǎn)生數(shù)據(jù)338。在這些示例中，迎角傳感器系統(tǒng)314通過使用翼片式迎角傳感器344、通過全球定位系統(tǒng)(GPQ接收器346識(shí)別的海拔和來自慣性傳感器系統(tǒng)378的慣性數(shù)據(jù)來產(chǎn)生合成的總壓力值340和合成的靜壓力值342。數(shù)據(jù)338、來自慣性傳感器系統(tǒng)378的慣性數(shù)據(jù)和通過全球定位系統(tǒng)接收器346識(shí)別的海拔被用來求解飛行器提升模型以得到合成的總壓力值340?？杀磺蠼庖宰R(shí)別總壓力和靜壓力的提升模型的一個(gè)示例為如下形式
權(quán)利要求
1.一種裝置，其包括多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器，其中所述多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器中的每一個(gè)都是第一類傳感器， 并且其中所述多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器被配置成產(chǎn)生第一數(shù)據(jù)；多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)，其中所述多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)中的每一個(gè)都是第二類傳感器， 并且其中所述多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)被配置成產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)；多個(gè)光檢測(cè)和測(cè)距傳感器，其中所述光檢測(cè)和測(cè)距傳感器中的每一個(gè)都是第三類傳感器，并且其中所述多個(gè)光檢測(cè)和測(cè)距傳感器被配置成產(chǎn)生第三數(shù)據(jù)；以及信號(hào)合并系統(tǒng)，其被配置成檢測(cè)由所述多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器產(chǎn)生的所述第一數(shù)據(jù)、由所述多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生的所述第二數(shù)據(jù)和由所述多個(gè)光檢測(cè)和測(cè)距傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生的所述第三數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述信號(hào)合并系統(tǒng)包括處理單元，其被配置成合并所述第一數(shù)據(jù)、所述第二數(shù)據(jù)和所述第三數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述信號(hào)合并系統(tǒng)包括從多個(gè)電路、多個(gè)集成電路和一個(gè)可編程邏輯陣列中選擇的部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其還包括飛行器，其中所述多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器與所述飛行器的機(jī)身的前部相關(guān)聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述第一數(shù)據(jù)包括所述飛行器周圍的環(huán)境的第一總壓力值和第一靜壓力值，所述第二數(shù)據(jù)包括所述飛行器周圍的環(huán)境的第二總壓力值和第二靜壓力值，并且所述第三數(shù)據(jù)包括所述飛行器周圍的環(huán)境的第三總壓力值和第三靜壓力值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中在檢測(cè)由所述多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器產(chǎn)生的所述第一數(shù)據(jù)、由所述多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生的所述第二數(shù)據(jù)和由所述多個(gè)光檢測(cè)和測(cè)距傳感器產(chǎn)生的第三數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤的過程中，所述信號(hào)合并系統(tǒng)被配置成使用所述第一總壓力值、所述第二總壓力值和所述第三總壓力值來識(shí)別所述環(huán)境的第四總壓力值；并且使用所述第一靜壓力值、所述第二靜壓力值和所述第三靜壓力值來識(shí)別所述飛行器周圍的環(huán)境的第四靜壓力值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中在使用所述第一總壓力值、所述第二總壓力值和所述第三總壓力值來識(shí)別所述環(huán)境的所述第四總壓力值的過程中，所述信號(hào)合并系統(tǒng)被配置成從所述第一總壓力值、所述第二總壓力值和所述第三總壓力值識(shí)別第一中間值，以形成所述環(huán)境的合并的總壓力值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中在使用所述第一靜壓力值、所述第二靜壓力值和所述第三靜壓力值來識(shí)別所述環(huán)境的所述第四靜壓力值的過程中，所述信號(hào)合并系統(tǒng)被配置成從所述第一靜壓力值、所述第二靜壓力值和所述第三靜壓力值識(shí)別第二中間值，以形成所述環(huán)境的合并的靜壓力值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述信號(hào)合并系統(tǒng)還被配置成根據(jù)所述第一中間值和所述第二中間值來識(shí)別所述飛行器的空速。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)中的每一個(gè)都包括與所述飛行器的前部機(jī)身相關(guān)聯(lián)的翼片式迎角傳感器；慣性傳感器系統(tǒng)，其被配置成產(chǎn)生所述飛行器的慣性數(shù)據(jù)；全球定位系統(tǒng)接收器，其被配置成使用提升模型和所述慣性數(shù)據(jù)產(chǎn)生所述飛行器的平均海平面以上的海拔和合成的靜壓力值。
11. 一種用于識(shí)別飛行器的空速的方法，所述方法包括通過多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器產(chǎn)生所述飛行器周圍的環(huán)境的第一總壓力值和第一靜壓力值；通過多個(gè)光檢測(cè)和測(cè)距傳感器產(chǎn)生所述飛行器周圍的所述環(huán)境的第二總壓力值和第二靜壓力值；通過多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生所述飛行器周圍的所述環(huán)境的第三總壓力值和第三靜壓力值；檢測(cè)所述第一總壓力值、所述第一靜壓力值、所述第二總壓力值、所述第二靜壓力值、 所述第三總壓力值和所述第三靜壓力值中的錯(cuò)誤，以形成合并的總壓力值和合并的靜壓力值；以及根據(jù)所述合并的總壓力值和所述合并的靜壓力值識(shí)別所述飛行器的空速。
全文摘要
不同的有利實(shí)施例提供了一種用于識(shí)別飛行器的空速的裝置和方法。在一個(gè)有利實(shí)施例中，提供了一種裝置。該裝置包括多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器。多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器產(chǎn)生第一數(shù)據(jù)。該裝置還包括多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)。多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)。該裝置還包括多個(gè)光檢測(cè)和測(cè)距傳感器。光檢測(cè)和測(cè)距傳感器產(chǎn)生第三數(shù)據(jù)。該裝置還包括一個(gè)信號(hào)合并系統(tǒng)，該信號(hào)合并系統(tǒng)被配置成檢測(cè)由多個(gè)皮托靜壓探測(cè)器產(chǎn)生的第一數(shù)據(jù)、由多個(gè)迎角傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生的第二數(shù)據(jù)和由多個(gè)光檢測(cè)和測(cè)距傳感器產(chǎn)生的第三數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。
文檔編號(hào)B64F5/00GK102419381SQ20111028209
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者D·W·M·梅爾維爾 申請(qǐng)人:波音公司