專利名稱：飛行器交通分離系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)大體涉及飛行器，并且具體地涉及管理飛行器的運(yùn)動(dòng)。更加具體地，本公開(kāi)涉及用于維持飛行器之間的期望分離水平的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
空中交通管制/空中交通控制(ATC)是用于引導(dǎo)地面上和空中的飛行器的服務(wù)。這種服務(wù)可以用于控制飛行器，例如無(wú)人駕駛飛機(jī)(UAV)、直升機(jī)和/或其他適當(dāng)類型的飛行器。當(dāng)前，通過(guò)基于地面的空中交通控制系統(tǒng)和人類空中交通控制者來(lái)提供空中交通控制。通常，這些基于地面的空中交通控制系統(tǒng)和人類空中交通控制者向飛行員和/或飛行 器的其他操作者提供信息，其用于加速地面上和空中的空中交通流。此外，飛行器的飛行員和/或其他操作者可以使用這些信息以及它們自己對(duì)于情況的認(rèn)知來(lái)維持地面上和空中的飛行器之間的分離。各種法規(guī)和規(guī)章可以管理一個(gè)飛行器和另一飛行器之間的期望分離水平。在一些情況下，這種分離可以被定義為在任意個(gè)方向中距該飛行器的最小距離。例如，這種分離可以被定義為相對(duì)于橫向、豎直和/或縱向方向距該飛行器的最小距離?？罩薪煌ü苤茣?huì)是勞動(dòng)密集型且大成本的。例如，空中交通控制系統(tǒng)會(huì)需要比期望中更多的處理源、人員和/或其他資源。此外，即使空中交通控制系統(tǒng)會(huì)向飛行器提供指令來(lái)維持距另一飛行器的期望分離水平，但是飛行器的飛行員仍負(fù)責(zé)來(lái)操作飛行器以便實(shí)際上維持這種分離水平。此外，例如天氣情況、可見(jiàn)性狀況、降低的形式感知能力、疲勞、壓力、經(jīng)驗(yàn)水平和/或其他適當(dāng)因素的因素會(huì)影響飛行器的飛行員做出決定且進(jìn)行飛行器機(jī)動(dòng)動(dòng)作以維持該飛行器和另一飛行器間的期望分離水平的能力。這些相同的因素還會(huì)影響人類空中交通控制者向飛行器飛行員提供更準(zhǔn)確的信息和/或指令的能力。因此，有利的是具有一種方法和設(shè)備，其考慮到了上述問(wèn)題以及其他可能問(wèn)題中的至少一些問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
在一種有利實(shí)施例中，提供用于管理交通工具之間的分離/間隔(s印aration)的方法。預(yù)測(cè)沿第一路徑行進(jìn)的第一交通工具與沿第二路徑行進(jìn)的第二交通工具之間的最接近點(diǎn)。通過(guò)使用該最接近點(diǎn)以及第一交通工具和第二交通工具之間的期望分離水平來(lái)產(chǎn)生用于改變第一交通工具的第一路徑的若干補(bǔ)償命令。若干補(bǔ)償命令與用于第一交通工具的若干控制命令相合并以形成最終若干控制命令，所述最終若干控制命令被配置成機(jī)動(dòng)/操縱(maneuver)第一交通工具以便基本維持第一交通工具和第二交通工具之間的期望分離水平。第一交通工具對(duì)最終若干控制命令的響應(yīng)是期望響應(yīng)。在另一有利實(shí)施例中，系統(tǒng)包括分離管理模塊。分離管理模塊被配置成通過(guò)使用第一路徑和第二路徑來(lái)預(yù)測(cè)沿第一路徑行進(jìn)的第一交通工具與沿第二路徑行進(jìn)的第二交通工具之間的最接近點(diǎn)。分離管理模塊還被配置成通過(guò)使用該最接近點(diǎn)以及第一交通工具和第二交通工具之間的期望分離水平來(lái)產(chǎn)生用于改變第一交通工具的第一路徑的若干補(bǔ)償命令。該分離管理模塊還被配置成將所述若干補(bǔ)償命令與用于第一交通工具的若干控制命令相合并以形成最終若干控制命令，所述最終若干控制命令被配置成機(jī)動(dòng)第一交通工具以便基本維持第一交通工具和第二交通工具之間的期望分離水平。第一交通工具對(duì)最終若干控制命令的響應(yīng)是期望響應(yīng)。特征、功能和優(yōu)點(diǎn)可以在本發(fā)明的各種實(shí)施例中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)，或者可以合并在其他實(shí)施例中，其中進(jìn)一步細(xì)節(jié)可以參考下述說(shuō)明和附圖看出。


在所附權(quán)利要求中列出了本公開(kāi)的確信為新穎特性的特征。不過(guò)，結(jié)合附圖參考本公開(kāi)的有利實(shí)施例的下述詳細(xì)描述，將最佳地理解公開(kāi)內(nèi)容本身及其優(yōu)選使用方式、其 他目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖I是根據(jù)有利實(shí)施例的框圖形式的交通工具管理環(huán)境的示圖；圖2是根據(jù)有利實(shí)施例的期望分離水平的邊界的示圖；圖3是根據(jù)有利實(shí)施例的空中交通管理環(huán)境的示圖；圖4是根據(jù)有利實(shí)施例的另一空中交通管理環(huán)境的示圖；圖5是根據(jù)有利實(shí)施例的提供碰撞回避/防撞的航空電子系統(tǒng)的框圖的示圖；圖6是根據(jù)有利實(shí)施例的碰撞回避系統(tǒng)/防撞系統(tǒng)的框圖的不圖；圖7是根據(jù)有利實(shí)施例的用于預(yù)測(cè)兩個(gè)飛行器之間的最接近點(diǎn)的方程的示圖；圖8是根據(jù)有利實(shí)施例的以交通工具為中心的回避系統(tǒng)的不圖；圖9是根據(jù)有利實(shí)施例的碰撞回避模塊的示圖；圖10是根據(jù)有利實(shí)施例的動(dòng)態(tài)軌跡生成器的示圖；圖11是根據(jù)有利實(shí)施例的用于向飛行器提供碰撞回避的系統(tǒng)的示圖；圖12是根據(jù)有利實(shí)施例的分離補(bǔ)償部件的示圖；圖13是根據(jù)有利實(shí)施例的兩個(gè)飛行器之間的相遇的示圖；圖14是根據(jù)有利實(shí)施例的兩個(gè)飛行器之間的另一相遇的示圖；圖15是根據(jù)有利實(shí)施例的兩個(gè)飛行器之間的相遇的示圖；圖16是根據(jù)有利實(shí)施例的兩個(gè)飛行器之間的相遇的示圖；圖17是根據(jù)有利實(shí)施例的在空中飛行的兩個(gè)飛行器的示圖；圖18是根據(jù)有利實(shí)施例的用于管理交通工具的過(guò)程的流程圖的示圖；圖19是根據(jù)有利實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的示圖；以及圖20是根據(jù)有利實(shí)施例的飛行器的側(cè)視圖的示圖。
具體實(shí)施例方式不同有利實(shí)施例認(rèn)識(shí)到并考慮到一個(gè)或更多個(gè)不同考量。例如，不同有利實(shí)施例認(rèn)識(shí)到并考慮到當(dāng)前在飛行器上使用的回避/躲避(avoidance)系統(tǒng)為空中交通控制系統(tǒng)所提供的觀測(cè)和方向提供了后備。不同有利實(shí)施例認(rèn)識(shí)到并考慮到當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)飛行器過(guò)于靠近彼此飛行時(shí)當(dāng)前可用的回避系統(tǒng)會(huì)向飛行器提供警告。此外，這些回避系統(tǒng)還可以向一個(gè)或更多個(gè)飛行器提供可以降低碰撞風(fēng)險(xiǎn)的建議調(diào)遣/機(jī)動(dòng)動(dòng)作(maneuver)。不過(guò)，不同有利實(shí)施例認(rèn)識(shí)到并考慮到可能期望的是在飛行器上具有能夠飛行器以便降低該飛行器和其他飛行器之間的碰撞風(fēng)險(xiǎn)的回避系統(tǒng)。此外，不同有利實(shí)施例認(rèn)識(shí)到并考慮到可能期望的是具有在不需要來(lái)自飛行器的操作者的輸入的情況下能夠控制飛行器降低碰撞風(fēng)險(xiǎn)的回避系統(tǒng)。例如，不同有利實(shí)施例認(rèn)識(shí)到并考慮到可能期望的是具有在不需要操作者輸入的情況下能夠改變飛行器的飛行路徑和/或?qū)е嘛w行器執(zhí)行機(jī)動(dòng)動(dòng)作來(lái)降低該飛行器和其他飛行器之間的碰撞風(fēng)險(xiǎn)的回避系統(tǒng)。使用這種類型的回避系統(tǒng)，不同有利實(shí)施例認(rèn)識(shí)到并考慮到可以減少人類錯(cuò)誤的可能性并且/或者操作者執(zhí)行將增加碰撞風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)動(dòng)動(dòng)作的風(fēng)險(xiǎn)。此外，不同有利實(shí)施例認(rèn)識(shí)到并考慮到通過(guò)使用在飛行器上的、在不需要操作者輸入的情況下能夠控制飛行器降低碰撞風(fēng)險(xiǎn)的回避系統(tǒng)，會(huì)減少人類空中交通控制者和空中交通控制系統(tǒng)的工作量。因此，這些人類空中交通控制者和空中交通控制系統(tǒng)能夠管理 更多飛行器的飛行。此外，不同有利實(shí)施例認(rèn)識(shí)到并考慮到，在不需要操作者輸入的情況下能夠控制飛行器以降低該飛行器和其他飛行器之間的碰撞風(fēng)險(xiǎn)的回避系統(tǒng)可以用于無(wú)人駕駛飛行器(UAV)。因此，需要更少的處理源和/或人員來(lái)監(jiān)控執(zhí)行商業(yè)和/或軍事操作的無(wú)人駕駛飛行器的飛行。因此，不同有利實(shí)施例提供用于管理交通工具之間的分離的方法和設(shè)備。在一種有利實(shí)施例中，提供用于管理交通工具之間的分離的方法。預(yù)測(cè)沿第一路徑行進(jìn)的第一交通工具和沿第二路徑行進(jìn)的第二交通工具之間的最接近點(diǎn)。通過(guò)使用該最接近點(diǎn)以及第一交通工具和第二交通工具之間的期望分離水平來(lái)生成用于改變第一交通工具的第一路徑的若干補(bǔ)償命令。該若干補(bǔ)償命令與用于第一交通工具的若干控制命令相合并以形成最終若干控制命令，所述最終若干控制命令被配置成機(jī)動(dòng)/調(diào)遣第一交通工具以便基本維持第一交通工具和第二交通工具之間的期望分離水平。第一交通工具對(duì)最終若干控制命令的響應(yīng)是期望響應(yīng)。現(xiàn)在參考附圖，并且具體地參考圖I，根據(jù)有利實(shí)施例以框圖形式描述了交通工具管理環(huán)境的示圖。在這些示意性示例中，交通工具管理環(huán)境100包括多個(gè)交通工具102。多個(gè)交通工具102中的交通工具可以選自飛行器、無(wú)人駕駛飛機(jī)、直升機(jī)、潛艇、水面艦艇、導(dǎo)彈、宇宙飛船、地面交通工具或一些其他適當(dāng)類型的交通工具中的一者。作為一個(gè)示意性示例，多個(gè)交通工具102中的第一交通工具可以是第一飛行器104，并且多個(gè)交通工具102中的第二交通工具可以是第二飛行器105。在第一飛行器104和第二飛行器105中的至少一者正在運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)這兩個(gè)飛行器之間的分離106可以通過(guò)使用分離管理模塊112來(lái)管理?？梢酝ㄟ^(guò)使用硬件、軟件或二者組合來(lái)實(shí)現(xiàn)分離管理模塊112。在這些示意性示例中，可以在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)108中實(shí)現(xiàn)分離管理模塊112。在這些示例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)108采取若干計(jì)算機(jī)110的形式。如這里所用，若干項(xiàng)目意味著一個(gè)或更多個(gè)項(xiàng)目。例如，若干計(jì)算機(jī)意味著一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)。根據(jù)實(shí)施方式，若干計(jì)算機(jī)110可以位于第一飛行器104、第二飛行器105、多個(gè)交通工具102中的另一交通工具、地面站、空中交通控制站或一些其他適當(dāng)位置中的至少一者。如這里所用的，當(dāng)參考項(xiàng)目列表使用時(shí)，短語(yǔ)“至少一個(gè)”意味著可使用所列項(xiàng)目中的一個(gè)或更多個(gè)項(xiàng)目的不同組合，并且可能僅需要列表中各項(xiàng)目中的一個(gè)。例如，“項(xiàng)目A、項(xiàng)目B和項(xiàng)目C中的至少一個(gè)”可以包括但不限于例如項(xiàng)目A，或者項(xiàng)目A和項(xiàng)目B。這個(gè)示例還可以包括項(xiàng)目A、項(xiàng)目B和項(xiàng)目C，或者項(xiàng)目B和項(xiàng)目C。在其他示例中，“至少一個(gè)”可以例如但不限于是兩個(gè)項(xiàng)目A、一個(gè)項(xiàng)目B和十個(gè)項(xiàng)目C ;四個(gè)項(xiàng)目B和七個(gè)項(xiàng)目C ；以及其他適當(dāng)組合。在這些所示示例中，具有分離管理模塊112的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)108被置于第一飛行器104上。具體地，分離管理模塊112被配置成提供當(dāng)?shù)谝伙w行器104在地面上和/或在空中時(shí)第一飛行器104和多個(gè)交通工具102中的其他飛行器之間的分離106。在這些示意性示例中，第一飛行器104和第二飛行器105在空域114中行進(jìn)。分離管理模塊112被配置成提供第一飛行器104和第二飛行器105之間的分離106以便降低空 域114中第一飛行器104和第二飛行器105之間的碰撞風(fēng)險(xiǎn)115。此外，分離管理模塊112可以被配置成提供第一飛行器104和多個(gè)交通工具102中其他交通工具之間的分離106。如所示，分離管理模塊112識(shí)別第一飛行器104的第一路徑116和第二飛行器105的第二路徑118。第一路徑116可以是第一飛行器104的第一飛行路徑。第二路徑118可以是第二飛行器105的第二飛行路徑。在這些示意性示例中，用于識(shí)別交通工具的路徑的信息可以包括速度、速率、航向、行進(jìn)方向、位置、取向、姿態(tài)、航線、路線、轉(zhuǎn)彎速率、攀升速率和交通工具的其他適當(dāng)信息中的至少一者。速度是交通工具的位置的變化的速率(rate)和方向的測(cè)量值。以此方式，速度包括交通工具位置變化的大小和方向兩個(gè)方面。速度的大小是交通工具的速率(speed)。在這些示意性示例中，分離管理模塊112可以通過(guò)使用從若干來(lái)源獲得的信息來(lái)識(shí)別第一飛行器104的第一路徑116。這些來(lái)源可以包括例如但不限于機(jī)載于第一飛行器104上的飛行控制系統(tǒng)111、機(jī)載于第一飛行器104上的傳感器系統(tǒng)113、空中交通控制系統(tǒng)以及其他適當(dāng)信息來(lái)源中的至少一者。飛行控制系統(tǒng)111可以包括自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、飛行管理系統(tǒng)、飛行指引器、導(dǎo)航系統(tǒng)和用于控制第一飛行器104操作的若干適當(dāng)系統(tǒng)中的至少一者。在一個(gè)示意性示例中，分離管理模塊112可以通過(guò)使用存儲(chǔ)在飛行控制系統(tǒng)111中的導(dǎo)航系統(tǒng)中的預(yù)定飛行路徑來(lái)識(shí)別第一路徑116。此外,機(jī)載于第一飛行器104上的傳感器系統(tǒng)113包括若干傳感器。這些傳感器可以包括例如但不限于全球定位系統(tǒng)單元、慣性測(cè)量單元、照相機(jī)系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)、激光測(cè)距儀、位置識(shí)別系統(tǒng)、海拔表和其他適當(dāng)類型傳感器中的至少一者。在一些示意性示例中，分離管理模塊112可以通過(guò)使用由傳感器系統(tǒng)113生成的傳感器數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別第一飛行器104的第一路徑116。此外，分離管理模塊112還可以通過(guò)使用從若干不同來(lái)源獲得的信息來(lái)識(shí)別第二飛行器105的第二路徑118。這些來(lái)源可以例如包括但不限于機(jī)載于第二飛行器105上的飛行管理系統(tǒng)、機(jī)載于第二飛行器105上的傳感器系統(tǒng)、機(jī)載于第一飛行器104上的傳感器系統(tǒng)113、空中交通控制系統(tǒng)和其他適當(dāng)信息來(lái)源中的至少一者。在一個(gè)示意性示例中，可以通過(guò)使用從第二飛行器105和/或空中交通控制系統(tǒng)接收的第二飛行器105的預(yù)定飛行路徑來(lái)識(shí)別第二飛行器105的第二路徑118。在另一示意性示例中，可以通過(guò)由機(jī)載于第一飛行器104上的傳感器系統(tǒng)113所生成的傳感器數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別第二路徑118。如這個(gè)示例中所示，第一路徑116包括第一飛行器104的第一速度122。第二路徑118包括第二飛行器105的第二速度124。在一些示意性示例中，分離管理模塊112還可以被配置成識(shí)別出相對(duì)速度119。根據(jù)實(shí)施方式，相對(duì)速度119可以是第二飛行器105相對(duì)于第一飛行器104的速度或者是第一飛行器104相對(duì)于第二飛行器105的速度。分離管理模塊112通過(guò)使用第一飛行器104的第一路徑116和第二飛行器105的第二路徑118來(lái)預(yù)測(cè)第一飛行器104和第二飛行器105之間的最接近點(diǎn)(CPA) 121。在這些示意性示例中，如果第一飛行器104沿第一路徑116連續(xù)行進(jìn)并且第二飛行器105沿第二路徑118連續(xù)行進(jìn)，則在第一路徑116上行進(jìn)的第一飛行器104和在第二路徑118上行進(jìn)的第二飛行器105之間的最接近點(diǎn)121被預(yù)測(cè)發(fā)生在第一飛行器104和第二飛行器105之間的距離123具有最小值時(shí)。 換言之，在預(yù)測(cè)最接近點(diǎn)121時(shí)，如果第一飛行器104沿第一路徑116連續(xù)行進(jìn)并且第二飛行器105沿第二路徑118連續(xù)行進(jìn)，則分離管理模塊112預(yù)測(cè)在第一飛行器104和第二飛行器105之間預(yù)期是最小值的距離123。被預(yù)測(cè)處于最接近點(diǎn)121的第一飛行器104和第二飛行器105之間的距離123還可以被稱為錯(cuò)開(kāi)距離。此外，在預(yù)測(cè)最接近點(diǎn)121時(shí)，分離管理模塊112還預(yù)測(cè)第二飛行器105相對(duì)于第一飛行器104的方向127。方向127是當(dāng)?shù)谝伙w行器104和第二飛行器105之間的距離123被預(yù)測(cè)具有最小值時(shí)第二飛行器105相對(duì)于第一飛行器104的方向。在這些示意性示例中，最接近點(diǎn)121處的距離123和方向127定義了在最接近點(diǎn)121處第一飛行器104和第二飛行器105之間的航距(range)。這個(gè)航距是當(dāng)兩個(gè)飛行器沿其相應(yīng)路徑行進(jìn)時(shí)預(yù)測(cè)在這兩個(gè)飛行器之間發(fā)生的最小航距。此外，這個(gè)航距可以被表示為具有大小和方向的矢量，其中該大小是最接近點(diǎn)121處的距離123，該方向是最接近點(diǎn)121處的方向127。以此方式，最接近點(diǎn)121可以被表示為矢量。此外，分離管理模塊112還通過(guò)使用第一飛行器104的第一路徑116和第二飛行器105的第二路徑118來(lái)預(yù)測(cè)到最接近點(diǎn)121的時(shí)間120。到最接近點(diǎn)121的時(shí)間120是從當(dāng)前時(shí)間到發(fā)生最接近點(diǎn)121的時(shí)間的時(shí)間段。換言之，時(shí)間120是從當(dāng)前時(shí)間到第一飛行器104和第二飛行器105之間的距離123具有最小值的時(shí)間的時(shí)間段。在這些示意性示例中，到最接近點(diǎn)121的時(shí)間120還可以被稱為到最接近點(diǎn)121的剩余時(shí)間/飛行時(shí)間(time-to-go)。在一些示意性示例中，可以通過(guò)使用已經(jīng)被預(yù)測(cè)的到最接近點(diǎn)121的時(shí)間120來(lái)預(yù)測(cè)最接近點(diǎn)121處的距離123。在另一些示意性示例中，可以通過(guò)使用已經(jīng)被預(yù)測(cè)的在第一飛行器104和第二飛行器105之間的距離123來(lái)預(yù)測(cè)到最接近點(diǎn)的時(shí)間120。在這些示意性示例中，當(dāng)前航距125還被用于預(yù)測(cè)在第一飛行器104和第二飛行器105之間的最接近點(diǎn)121。當(dāng)前航距125包括在第一飛行器104和第二飛行器105之間的當(dāng)前距離126以及第二飛行器105相對(duì)于第一飛行器104的當(dāng)前方向129。在一個(gè)示意性示例中，可以使用第一飛行器104的當(dāng)前位置和第二飛行器105的當(dāng)前位置來(lái)識(shí)別當(dāng)前航距125。在一些示意性示例中，可以在不需要識(shí)別第二飛行器105和第一飛行器104的位置的情況下識(shí)別當(dāng)前航距125。例如，可以通過(guò)使用雷達(dá)系統(tǒng)、激光測(cè)距儀和/或一些其他適當(dāng)類型的航距識(shí)別系統(tǒng)來(lái)識(shí)別當(dāng)前航距125?；诘谝伙w行器104和第二飛行器105之間的當(dāng)前航距125，當(dāng)前在第一飛行器104和第二飛行器105之間可能存在期望分離水平128。不過(guò)，隨著第一飛行器104和第二飛行器105分別沿第一路徑116和第二路徑118行進(jìn)，在第一飛行器104和第二飛行器105之間的期望分離水平128會(huì)喪失。期望分離水平128的這種喪失可以被稱為在第一飛行器104和第二飛行器105之間的分離喪失。在這些所示示例中，分離管理模塊112做出第一飛行器104和第二飛行器105是否被預(yù)測(cè)在最接近點(diǎn)121處第一飛行器104和第二飛行器106之間具有期望分離水平128的判定。換言之，分離管理模塊112確定在最接近點(diǎn)121處預(yù)測(cè)的第一飛行器104和第二飛行器105之間的距離123是否提供了期望分離水平128。期望分離水平128被選擇成降低和/或消除第一飛行器104和第二飛行器105之 間的碰撞風(fēng)險(xiǎn)115。換言之，期望分離水平128可以被選擇成使得減小和/或回避第一飛行器104和第二飛行器105之間的碰撞可能性。做出預(yù)測(cè)最接近點(diǎn)121處的距離123沒(méi)有提供期望分離水平128的判定表明了在第一飛行器104和第二飛行器105飛行期間的某點(diǎn)處會(huì)發(fā)生分離喪失。分離管理模塊112可以將第一飛行器104控制成使得維持期望分離水平128并且防止分離損失的發(fā)生。例如，分離管理模塊112可以被配置成為第一飛行器104生成若干補(bǔ)償命令130。在這些示意性示例中，若干補(bǔ)償命令130還可以被稱為若干回避命令。若干補(bǔ)償命令130可以被配置成導(dǎo)致第一飛行器104改變第一路徑116。例如，若干補(bǔ)償命令130可以被配置成改變第一飛行器104的第一路徑116以便增加在最接近點(diǎn)121處預(yù)測(cè)的第一飛行器104和第二飛行器105之間的距離123。增加在最接近點(diǎn)121處預(yù)測(cè)的第一飛行器104和第二飛行器105之間的距離123可以在最接近點(diǎn)121處提供期望分離水平128。例如，若干補(bǔ)償命令130可以導(dǎo)致第一飛行器104執(zhí)行機(jī)動(dòng)動(dòng)作132的集合以便維持第一飛行器104和第二飛行器105之間的期望分離水平128。如這里所用的，集合項(xiàng)目意味著零個(gè)或更多個(gè)項(xiàng)目。例如機(jī)動(dòng)動(dòng)作的集合意味著零個(gè)、一個(gè)或更多個(gè)機(jī)動(dòng)動(dòng)作。此夕卜，集合可以是空集或零集。機(jī)動(dòng)動(dòng)作132的集合中的機(jī)動(dòng)動(dòng)作可以選自轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)動(dòng)動(dòng)作、攀升機(jī)動(dòng)動(dòng)作、下降機(jī)動(dòng)動(dòng)作、傾斜機(jī)動(dòng)動(dòng)作、加速機(jī)動(dòng)動(dòng)作、減速機(jī)動(dòng)動(dòng)作和其他適當(dāng)機(jī)動(dòng)動(dòng)作類型中的至少一者。在一些示意性示例中，當(dāng)基于第一飛行器104和第二飛行器105之間預(yù)測(cè)的最接近點(diǎn)121存在期望分離水平128時(shí)機(jī)動(dòng)動(dòng)作132的集合可以是空集。在這些示意性示例中，若干補(bǔ)償命令130合并于飛行控制系統(tǒng)111生成的用于控制第一飛行器104的操作的若干控制命令133。若干控制命令133包括控制飛行器104在空域114中飛行的命令。例如，若干控制命令133可以包括攀升加速命令、轉(zhuǎn)彎速率命令、攀升速率命令、海拔命令、俯仰命令、偏航命令、橫滾命令、加速命令、減速命令、橫向加速命令和其他適當(dāng)命令中的至少一者。以此方式，若干控制命令133被配置成在空域114中機(jī)動(dòng)/調(diào)遣第一飛行器104。
若干補(bǔ)償命令130可以合并于若干控制命令133以便調(diào)整若干控制133以致第一飛行器104執(zhí)行機(jī)動(dòng)動(dòng)作132的集合。例如，分離管理模塊112可以生成若干補(bǔ)償命令130，該若干補(bǔ)償命令130可以合并于若干控制命令133從而將第一飛行器104的第一路徑116改變成新路徑131。新路徑131還可以被稱為經(jīng)改變飛行路徑。新路徑131可以包括第一飛行器104的新速度、新速率、新航向和新行進(jìn)方向中至少一者。在這些示意性示例中，若干補(bǔ)償命令130與若干控制命令133的合并可以形成最終若干控制命令143，其用于機(jī)動(dòng)/調(diào)遣第一交通工具105以便在第一飛行器104和第二飛行器105之間基本維持期望分離水平128。具體地，這種合并可以以如下方式被執(zhí)行，即使得第一飛行器104對(duì)最終若干控制命令143的響應(yīng)是期望響應(yīng)145。更具體地，最終若干控制命令143被配置成由第一飛行器104產(chǎn)生期望響應(yīng)145。換言之，若干補(bǔ)償命令130合并于若干控制命令133以致第一飛行器104以期望方式執(zhí)行機(jī)動(dòng)動(dòng)作132的集合。以此方式，期望響應(yīng)145還可以被稱為第一飛行器104的 期望機(jī)動(dòng)響應(yīng)。期望響應(yīng)145可以包括例如但不限于第一飛行器104飛行的期望/行駛品質(zhì)/平穩(wěn)性(ride quality)、飛行期間期望乘客舒適度、期望加速度范圍、期望響應(yīng)時(shí)間、期望轉(zhuǎn)彎速率和第一飛行器104的響應(yīng)中的其他適當(dāng)因素中的至少一者。期望響應(yīng)時(shí)間可以例如是希望第一飛行器104以多快來(lái)響應(yīng)最終若干控制命令143。在一些情況下，期望響應(yīng)時(shí)間可以是一旦已經(jīng)發(fā)出最終若干控制命令143希望第一飛行器104以多快來(lái)開(kāi)始機(jī)動(dòng)動(dòng)作132的集合。此外，在一些情況下，飛行器的期望響應(yīng)145還可以包括一段期望時(shí)間，在該段時(shí)間中將改變飛行的飛行器104的飛行路徑116以致在新的預(yù)測(cè)最接近點(diǎn)處第一飛行器104和第二飛行器105之間預(yù)測(cè)的新分離提供期望分離水平128。在其他情況下，期望響應(yīng)145可以包括在已經(jīng)于預(yù)測(cè)最接近點(diǎn)提供了期望分離水平128之后將再次獲取第一路徑116之前的期望時(shí)間。在這些示意性示例中，分離管理模塊112被配置成連續(xù)地監(jiān)測(cè)第一飛行器104和多個(gè)交通工具102中其他交通工具之間的分離106。在其他示意性示例中，分離106可以被周期性監(jiān)測(cè)。例如，分離管理模塊112可以被配置成每十分之一秒、每秒、每幾秒或基于一些其他適當(dāng)時(shí)間段來(lái)監(jiān)測(cè)第一飛行器104和第二飛行器105之間的分離106。在一個(gè)示意性示例中，分離管理模塊112可以執(zhí)行識(shí)別第二飛行器105的第二路徑118的操作、預(yù)測(cè)最接近點(diǎn)121的操作以及每十分之一秒判斷一次在最接近點(diǎn)121處是否存在期望分離水平128的操作。在其他示意性示例中，第一飛行器104的人類操作者可以開(kāi)始、停止和/或影響這些操作。如所示，期望分離水平128可以選自所需分離水平136、安全分離水平138和強(qiáng)制分離水平140之一。所需分離水平136可以基于例如但不限于空中交通控制系統(tǒng)所提供的要求和/或規(guī)則。此外，所需分離水平136可以是基于除空中交通控制系統(tǒng)所提供的要求和/或規(guī)則之外的以及/或者代替空中交通控制系統(tǒng)所提供的要求和/或規(guī)則的因素。這些因素可以例如包括但不限于飛行器類型和/或飛行器類別、工作參數(shù)、尺寸、當(dāng)前飛行階段、計(jì)劃飛行階段、海拔和/或與第一飛行器104和/或第二飛行器105相關(guān)的其他適當(dāng)因素。
在這些示意性示例中，用于確定所需分離水平136的參數(shù)可以針對(duì)第一飛行器104的飛行基本保持恒定。在其他示意性示例中，在第一飛行器104飛行期間，用于限定所需分離水平136的參數(shù)會(huì)改變。例如，在第一飛行器104飛行期間，用于限定所需分離水平136的參數(shù)會(huì)響應(yīng)天氣情況的變化、能見(jiàn)度情況、環(huán)境情況的變化、第一飛行器104任務(wù)的變化、空域114的不同部分和/或其他事件類型而改變。安全分離水平138是比所需分離水平136更高的分離水平。安全分離水平138包括所需分離水平136和附加分離量。這個(gè)附加分離量可以考慮到與最接近點(diǎn)121的預(yù)測(cè)有關(guān)的任意不確定性或誤差。具體地，安全分離水平138考慮到在預(yù)測(cè)最接近點(diǎn)121處的距離123時(shí)會(huì)存在的任意不確定性。此外，強(qiáng)制分離水平140是比安全分離水平138更高的分離水平。強(qiáng)制分離水平140包括安全分離水平138和附加分離量。這個(gè)附加分離量可以考慮到由分離管理模塊112引發(fā)的第一飛行器104響應(yīng)以改變第一路徑116時(shí)的任意可預(yù)測(cè)誤差。圖I中交通工具管理環(huán)境100的圖示不意味著暗示對(duì)實(shí)施有利實(shí)施例的方式的物·理或架構(gòu)限制。除了及/或代替所示部件，可以使用其他部件。一些部件可以是不必需的。同樣，方框被呈現(xiàn)以示出不同功能性部件。在有利實(shí)施例中實(shí)施時(shí)，這些框中的一個(gè)或更多個(gè)可以合并及/或分割成不同塊。例如，在一些其他示意性示例中，分離管理模塊112可以被配置成管理第一飛行器104和除多個(gè)交通工具102中的第二飛行器105之外和/或代替該第二飛行器105的附加交通工具之間的分離106。此外，在一些示意性示例中，在第二飛行器105正在空域114中飛行時(shí)，第一飛行器104可以在地面上是靜止的或運(yùn)動(dòng)的。在另一些示意性示例中，可以相對(duì)于第二飛行器105而不是第一飛行器104來(lái)定義期望分離水平128。例如，期望分離水平128可以被定義為第一飛行器104在空域114中行進(jìn)時(shí)距第二飛行器105應(yīng)該保持的距離。此外，在其他示意性示例中，時(shí)間120可以是產(chǎn)生最接近點(diǎn)121時(shí)的實(shí)際時(shí)間，而不是相對(duì)于當(dāng)前時(shí)間產(chǎn)生最接近點(diǎn)121之前的時(shí)間段?，F(xiàn)在參考圖2，根據(jù)有利實(shí)施例示出了期望分離水平的邊界的示圖。在這個(gè)示意性示例中，邊界200定義了在空域203中行進(jìn)的第一飛行器202和另一飛行器之間期望的不同分離水平。第一飛行器202和第二飛行器204分別是圖I中第一飛行器104和第二飛行器105的實(shí)施方式的示例。在這個(gè)示意性示例中，來(lái)自圖I的分離管理模塊112可以被配置成在第一飛行器202和第二飛行器204正在空域203中行進(jìn)時(shí)管理第一飛行器202和第二飛行器204之間的分離。如所示，相對(duì)于第二飛行器204定義第一飛行器202的邊界200。例如，邊界200包括邊界206、邊界208和邊界210。這些邊界相對(duì)于第二飛行器204定義了空域203中第一飛行器202和第二飛行器204 二者不應(yīng)該同時(shí)存在的部分。例如，邊界206提供了第一飛行器202和第二飛行器204之間的所需分離水平。這個(gè)分離水平是圖I中所需分離水平136的示例。邊界206距第二飛行器204處于距離207處。距離207是第二飛行器205和第一飛行器202之間的所需分離距離換言之，距離207是第一飛行器204應(yīng)該保持以提供在第一飛行器202和第二飛行器204之間的所需分離水平的、距第二飛行器204的最小距離。
在這些示意性示例中，可以由例如第一飛行器202的飛行員、空中交通控制系統(tǒng)、第一飛行器202所屬的航空公司或一些其他適當(dāng)機(jī)構(gòu)來(lái)選擇距離207。可以基于例如安全規(guī)章、第一飛行器202的大小、第一飛行器202的工作參數(shù)、第一飛行器202的機(jī)動(dòng)能力、第一飛行器202正執(zhí)行的任務(wù)類型和/或其他適當(dāng)因素的因素來(lái)選擇距離207。邊界208提供在第一飛行器202和第二飛行器204之間的安全分離水平。這個(gè)分離水平是圖I中的安全分離水平138的示例。邊界206距第二飛行器204處于距離209處。距離209是第二飛行器204和第一飛行器202之間的安全分離距離換言之，距離209是第一飛行器204應(yīng)該保持以提供在第一飛行器202和第二飛行器204之間的安全分離水平的、距第二飛行器204的距離。在這些示意性示例中，可以使用距離207通過(guò)來(lái)自圖I的分離管理模塊112來(lái)計(jì)算距離209。例如，距離209可以被計(jì)算成所需距離加上估計(jì)不確定性和增益的乘積。換言之，距離209可以通過(guò)使用下述方程來(lái)計(jì)算
m姓=m編+IiniGni ⑴其中1^是增益，Oni是估計(jì)不確定性。估計(jì)不確定性是對(duì)于預(yù)測(cè)第一飛行器202和第二飛行器204之間的最接近點(diǎn)時(shí)的不確定性的估計(jì)。具體地，估計(jì)不確定性是對(duì)于在第一飛行器202和第二飛行器204之間預(yù)測(cè)的最接近點(diǎn)處在第一飛行器202和第二飛行器204之間預(yù)測(cè)的距離220的不確定性的估計(jì)。距離220還被稱為在第一飛行器202和第二飛行器204之間的最接近點(diǎn)處的錯(cuò)開(kāi)距尚ΓΠ。在這些示意性示例中，不確定性是基于第一飛行器202和第二飛行器204飛行期間產(chǎn)生的偏差。這些偏差可以包括例如第一飛行器202和第二飛行器204之間的航距、第一飛行器202和/或第二飛行器204的航向、第二飛行器204相對(duì)于第一飛行器202的相對(duì)速度以及/或者其他參數(shù)的偏差。這些偏差可以響應(yīng)于例如但不限于天氣情況、風(fēng)力情況、傳感器噪聲、跟蹤誤差和/或其他適當(dāng)因素而產(chǎn)生。此外，這個(gè)不確定性可以基于識(shí)別第一飛行器202的飛行路徑和第二飛行器204的飛行路徑時(shí)的估計(jì)誤差。這些誤差可以包括例如識(shí)別第一飛行器202和/或第二飛行器204的速度和位置時(shí)估計(jì)的誤差。邊界210提供在第一飛行器202和第二飛行器204之間的強(qiáng)制分離水平。這個(gè)分離水平是圖I中強(qiáng)制分離水平140的示例。在這個(gè)示意性示例中，這個(gè)強(qiáng)制分離水平是第一飛行器202和第二飛行器204之間期望的分離水平。不過(guò)，在其他示意性示例中，所需分離水平和/或安全分離水平可以被選擇成期望分離水平。邊界210是距離第二飛行器204的距離211。距離211是第二飛行器204和第一飛行器202之間的強(qiáng)制分離距離msa。距離211是安全距離Hii^除以用于識(shí)別最接近點(diǎn)的系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)增益Css。換言之，距離209是m 強(qiáng)制=(m 所需 +km o J /Css ⑵在這個(gè)示意性示例中，速度矢量212代表第一飛行器202的速度。此外，在這個(gè)示意性不例中，相對(duì)速度矢量214代表第一飛行器202相對(duì)于第二飛行器204的相對(duì)速度。如所示，航距矢量216表明了第一飛行器202和第二飛行器204之間的距離以及第二飛行器204的位置相對(duì)于第一飛行器202的位置的方向。角度218是相對(duì)速度矢量214和航距矢量216形成的角度。在這個(gè)示意性示例中，如果第一飛行器202和第二飛行器204以相同速度繼續(xù)其相應(yīng)的飛行路徑，則到達(dá)這兩個(gè)飛行器之間預(yù)測(cè)的最接近點(diǎn)的時(shí)間被定義如下tCPA = Rcos( θ )/ν相對(duì)(3)其中tCPA是到達(dá)最接近點(diǎn)的時(shí)間，R是航距矢量216的大小，Θ是角度218，并且V 是相對(duì)速度矢量214的大小。如所示，矢量221代表第一飛行器202和第二飛行器204之間的最接近點(diǎn)。矢量221的大小是距離220。如前所述，距離220是第一飛行器202和第二飛行器204之間的錯(cuò)開(kāi)距離m。換言之，距離220是在到最接近點(diǎn)的時(shí)間預(yù)測(cè)的第一飛行器202距第二飛行器204的距離。當(dāng)距離220小于距離211時(shí)，在最接近點(diǎn)處沒(méi)有預(yù)測(cè)到產(chǎn)生期望分離水平。在最 接近點(diǎn)處獲得期望分離水平所需的距離可以被計(jì)算成從強(qiáng)制距離減去錯(cuò)開(kāi)距離。這個(gè)距離還可以被稱為恢復(fù)距離。具體地，恢復(fù)距離是恢復(fù)期望分離水平所需的距第二飛行器204的附加距離?；謴?fù)距離可以由下述方程給出d 恢復(fù)=(m 強(qiáng)制-m)。(4)在這些示意性示例中，可以產(chǎn)生命令從而導(dǎo)致第一飛行器202改變其飛行路徑以致在第一飛行器202和第二飛行器204之間維持期望分離水平。第一飛行器202可以通過(guò)改變航向、攀升、下降、轉(zhuǎn)彎、減速、加速或執(zhí)行一些其他適當(dāng)操作來(lái)改變其飛行路徑?，F(xiàn)在參考圖3，根據(jù)有利實(shí)施例示出了空中交通管理環(huán)境的示圖。空中交通管理環(huán)境300是圖I中交通工具管理環(huán)境100的一個(gè)實(shí)施方式的示例。如所示，第一飛行器302和第二飛行器304正在空中交通管理環(huán)境300中在空域305中行進(jìn)。第一飛行器302可以是圖I中第一飛行器104的一個(gè)實(shí)施方式的不例。第二飛行器304可以是圖I中第二飛行器105的一個(gè)實(shí)施方式的示例。第一飛行器302可以裝備有碰撞回避系統(tǒng),被稱為以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)。以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)是被配置用于其上布置有該系統(tǒng)的特定交通工具的系統(tǒng)。在第一飛行器302中的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以包括分離管理模塊，例如圖I中的分離管理模塊112，其被配置成降低第一飛行器302和第二飛行器304之間的碰撞風(fēng)險(xiǎn)。例如，在第一飛行器302上的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以被配置成導(dǎo)致第一飛行器302執(zhí)行脫險(xiǎn)機(jī)動(dòng)動(dòng)作以回避與空中交通管理環(huán)境300中的第二飛行器304和/或另一飛行器(未示出)碰撞。如所示，第一飛行器302在空域305中正在飛行路徑306上行進(jìn)，同時(shí)第二飛行器304在空域305中正在飛行路徑308上行進(jìn)。在這個(gè)示意性示例中，第一飛行器302當(dāng)前沿飛行路徑306處于位置307，并且第二飛行器304當(dāng)前沿飛行路徑308處于位置309。第一飛行器302的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以被配置成相對(duì)于第一飛行器302預(yù)測(cè)第一飛行器302和第二飛行器304之間的最接近點(diǎn)(CPA)310。最接近點(diǎn)310表明了當(dāng)?shù)谝伙w行器302和第二飛行器304分別繼續(xù)在飛行路徑306和飛行路徑308上飛行時(shí)預(yù)測(cè)會(huì)發(fā)生的在第一飛行器302和第二飛行器304之間的最小航距。如所示，預(yù)測(cè)最接近點(diǎn)310將發(fā)生在第一飛行器302沿飛行路徑306處于預(yù)測(cè)位置320且第二飛行器304沿飛行路徑308處于預(yù)測(cè)位置322時(shí)。最接近點(diǎn)310可以被表示成具有相對(duì)于第一飛行器302的大小和方向的航距矢量。在這些示意性示例中，矢量的大小表明在最接近點(diǎn)310處第一飛行器302和第二飛行器304之間的距離。換言之，大小是第一飛行器302的預(yù)測(cè)位置320和第二飛行器304的預(yù)測(cè)位置322之間的距離。如前所述，在最接近點(diǎn)310處第一飛行器302和第二飛行器304之間的距離還可以被稱為在最接近點(diǎn)310處這兩個(gè)飛行器之間的錯(cuò)開(kāi)距離。此外，最接近點(diǎn)310的矢量的方向表明在最接近點(diǎn)310處第二飛行器304的預(yù)測(cè)位置322相對(duì)于第一飛行器302的預(yù)測(cè)位置320的方向。此外，第一飛行器302的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以預(yù)測(cè)到達(dá)最接近點(diǎn)310的時(shí)間。換言之，第一飛行器302的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以預(yù)測(cè)將在第一飛行器302和第二飛行器304之間產(chǎn)生最接近點(diǎn)310的時(shí)間。在一些示意性示例中，到最接近點(diǎn)310的時(shí)間可以被稱為第一飛行器302到達(dá)最接近點(diǎn)310之前的預(yù)測(cè)剩余時(shí)間/飛行時(shí)間(time-to-go)或預(yù)測(cè)時(shí)間段。 在這些示意性示例中，做出對(duì)最接近點(diǎn)310的預(yù)測(cè)可以包括識(shí)別在第一飛行器302和第二飛行器304之間的當(dāng)前航距。當(dāng)前航距包括在處于位置307的第一飛行器302和處于位置309的第二飛行器304之間的當(dāng)前距離。此外，當(dāng)前航距還可以包括第二飛行器304的位置309相對(duì)于第一飛行器302的位置309的方向。如所示，可以在第一飛行器302的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)中預(yù)定義分離周界316。分離周界316可以是定義相對(duì)于第一飛行器302的期望分離水平的邊界。在一些示意性示例中，邊界可以在距第一飛行器302基本沿所有方向相等的距離處。當(dāng)分離周界316是三維的時(shí)，分離周界316還可以被稱為分離周界層。例如，分離周界316可以被定義為以球形式圍繞第一飛行器302的三維層或表面。以此方式，分離周界316表明沿任意數(shù)量的方向可以提供在第一飛行器302和空域305中的另一飛行器之間的期望分離水平的距離第一飛行器302的距離。第一飛行器302的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)被配置成維持在第一飛行器302和另一飛行器之間的這個(gè)期望分離水平。因而，當(dāng)處于最接近點(diǎn)310的第一飛行器302和第二飛行器304之間的航距落入或“違背”預(yù)定分離周界316時(shí)，第一飛行器302的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以產(chǎn)生回避命令。換言之，當(dāng)?shù)诙w行器304在處于最接近點(diǎn)310時(shí)的預(yù)測(cè)位置322相對(duì)于第一飛行器302在處于最接近點(diǎn)310時(shí)的預(yù)測(cè)位置320落入第一飛行器302的分離周界316內(nèi)時(shí),可以產(chǎn)生回避命令。在一些示意性示例中，可以僅當(dāng)?shù)阶罱咏c(diǎn)的時(shí)間落入選定時(shí)間邊界內(nèi)時(shí)產(chǎn)生回避命令。例如，如果到最接近點(diǎn)310的時(shí)間超過(guò)五分鐘，則第一飛行器302的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生回避命令，直到到最接近點(diǎn)310的時(shí)間大約是一分鐘。產(chǎn)生的回避命令可以被配置成改變第一飛行器302的飛行路徑306。在一些情況下，產(chǎn)生的回避命令還可以改變飛行器的速率。例如，第一飛行器302的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以響應(yīng)第二飛行器304的預(yù)測(cè)位置322落入第一飛行器302具有預(yù)測(cè)位置320時(shí)的分離周界316內(nèi)，產(chǎn)生使得第一飛行器302回應(yīng)地將第一飛行器302的飛行路徑306改變成經(jīng)改變飛行路徑314的回避命令。以此方式，第一飛行器302中的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以自動(dòng)地確?；驹谒袝r(shí)刻在第一飛行器302和第二飛行器304之間均保持適當(dāng)分離，如分離周界316所定義的。當(dāng)?shù)谝伙w行器302的飛行路徑306被改變成經(jīng)改變飛行路徑314時(shí)，第一飛行器302中的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)預(yù)測(cè)在第一飛行器302和第二飛行器304之間不同于最接近點(diǎn)310的新最接近點(diǎn)。新最接近點(diǎn)被預(yù)測(cè)發(fā)生于第一飛行器302沿經(jīng)改變飛行路徑314在預(yù)測(cè)位置324處時(shí)。當(dāng)?shù)谝伙w行器302處于沿經(jīng)改變飛行路徑314的預(yù)測(cè)位置324處時(shí)空域305被限定在分離周界316內(nèi)的部分不同于當(dāng)?shù)谝伙w行器302處于沿飛行路徑306的預(yù)測(cè)位置322處時(shí)空域305被限定在分離周界316內(nèi)的部分。第一飛行器302的經(jīng)改變飛行路徑314可以被選擇成使得新最接近點(diǎn)在當(dāng)?shù)谝伙w行器302在該新最接近點(diǎn)的預(yù)測(cè)位置324處時(shí)第一飛行器302的分離周界316之外。 在第一飛行器302在經(jīng)改變飛行路徑314上的同時(shí)，第一飛行器302的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以繼續(xù)監(jiān)測(cè)空域305中的飛行器交通。具體地，第一飛行器302的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以隨著第一飛行器302和第二飛行器304在空域305中行進(jìn)而繼續(xù)識(shí)別第一飛行器302的最接近點(diǎn)。此外，以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以繼續(xù)預(yù)測(cè)在針對(duì)最接近點(diǎn)所預(yù)測(cè)的時(shí)間處第二飛行器304是否將處于空域305在分離周界316內(nèi)的部分內(nèi)。以此方式，第一飛行器302可以繼續(xù)產(chǎn)生回避命令來(lái)使得第一飛行器302改變其飛行路徑，直到在針對(duì)第一飛行器302和第二飛行器304之間的最接近點(diǎn)所預(yù)測(cè)的時(shí)間處第二飛行器304不再被預(yù)測(cè)落入第一飛行器302的分離周界316內(nèi)。換言之，當(dāng)?shù)谝伙w行器302的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)確定不再存在違背分離周界316的可能時(shí)第一飛行器302會(huì)返回到飛行路徑306。在其他示意性示例中，在第一飛行器302的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)中可以預(yù)定義多個(gè)分離周界。例如，分離周界316可以包括多個(gè)期望分離水平或分離周界層。如下文進(jìn)一步描述的，可以基于時(shí)間參數(shù)、飛行器速度、飛行器運(yùn)動(dòng)速率、距離參數(shù)、相對(duì)速度、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速率和/或其他適當(dāng)參數(shù)來(lái)定義多個(gè)分離周界層?，F(xiàn)在參考圖4，根據(jù)有利實(shí)施例示出了另一個(gè)空中交通管理環(huán)境的示圖。在這個(gè)示意性示例中，空中交通管理環(huán)境400是圖I中的交通工具管理環(huán)境100的一種實(shí)施方式的另一不例。如所示，圖4中的空中交通管理環(huán)境400包括第一飛行器402和第二飛行器404。在這種所述示例中，第一飛行器402和第二飛行器404 二者可以均裝備有以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)。第一飛行器402和第二飛行器404的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)是可以以與圖3中的第一飛行器402的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)所述的方式類似的方式運(yùn)作。如所示，第一飛行器402在空域405中正在飛行路徑406上行進(jìn)，同時(shí)第二飛行器404在空域405中正在飛行路徑408上行進(jìn)。第一飛行器402當(dāng)前沿飛行路徑408處于位置407。第二飛行器404當(dāng)前處于位置409。第一飛行器402的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以被配置成相對(duì)于第一飛行器402預(yù)測(cè)最接近點(diǎn)410。類似地，第二飛行器404的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以被配置成相對(duì)于第二飛行器404預(yù)測(cè)最接近點(diǎn)412。最接近點(diǎn)410和最接近點(diǎn)412指示出當(dāng)?shù)谝伙w行器402和第二飛行器404分別繼續(xù)在飛行路徑406和飛行路徑408上繼續(xù)飛行時(shí)預(yù)測(cè)會(huì)發(fā)生在第一飛行器402和第二飛行器404之間的最小航距。在這種示意性示例中，預(yù)測(cè)最接近點(diǎn)410和最接近點(diǎn)412將發(fā)生在第一飛行器402沿飛行路徑406處于預(yù)測(cè)位置420且第二飛行器404沿飛行路徑408處于預(yù)測(cè)位置422時(shí)。此外，第一飛行器402的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以針對(duì)第一飛行器402預(yù)測(cè)到達(dá)最接近點(diǎn)410的時(shí)間，并且第二飛行器404的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以針對(duì)第二飛行器404預(yù)測(cè)到達(dá)最接近點(diǎn)412的時(shí)間。此外，做出對(duì)最接近點(diǎn)410和最接近點(diǎn)412的預(yù)測(cè)可以包括識(shí)別在第一飛行器402和第二飛行器404之間的當(dāng)前航距。當(dāng)前航距包括第一飛行器402的位置407和第二飛行器404的位置409之間的距離，以及第二飛行器404的位置409相對(duì)于第一飛行器402的位置407的方向。
可以在第一飛行器402的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)中預(yù)定義第一飛行器402的分離周界414。類似地，可以在第二飛行器404的交通工具碰撞回避系統(tǒng)中預(yù)定義第二飛行器404的分離周界416。因而，當(dāng)處于最接近點(diǎn)410的第一飛行器402和第二飛行器404之間的航距落入或“違背”預(yù)定分離周界414時(shí)，第一飛行器402的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以產(chǎn)生回避命令。換言之，在第一飛行器402處于預(yù)測(cè)位置420時(shí)，當(dāng)?shù)诙w行器404的預(yù)測(cè)位置422落入第一飛行器402的分離周界414內(nèi)時(shí)，可以產(chǎn)生回避命令。根據(jù)相應(yīng)方式，當(dāng)處于最接近點(diǎn)412的第一飛行器402和第二飛行器404之間的航距落入或“違背”預(yù)定分離周界416時(shí)，第二飛行器404的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以產(chǎn)生回避命令。換言之，在第二飛行器404處于預(yù)測(cè)位置422時(shí)，當(dāng)?shù)谝伙w行器402的預(yù)測(cè)位置420落入第二飛行器404的分離周界416內(nèi)時(shí)，可以產(chǎn)生回避命令。第一飛行器402和第一飛行器402的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)中的每個(gè)所產(chǎn)生的回避命令會(huì)導(dǎo)致第一飛行器402和第二飛行器404分別改變飛行路徑406和飛行路徑408。此外，在一些示意性示例中，回避命令還可以改變飛行器的速率。例如，如圖4所示，第一飛行器402的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以產(chǎn)生一個(gè)或更多個(gè)回避命令來(lái)導(dǎo)致第一飛行器402反應(yīng)性地將飛行路徑406改變成經(jīng)改變飛行路徑418。類似地，第二飛行器404的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以產(chǎn)生一個(gè)或更多個(gè)回避命令來(lái)導(dǎo)致第二飛行器404將飛行路徑408改變成經(jīng)改變飛行路徑419。第一飛行器402和第二飛行器404的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以預(yù)測(cè)經(jīng)改變飛行路徑418和經(jīng)改變飛行路徑419的新最接近點(diǎn)。新最接近點(diǎn)可以被預(yù)測(cè)將發(fā)生于第一飛行器402在預(yù)測(cè)位置424處且第二飛行器404在預(yù)測(cè)位置426處。如圖4所示，在針對(duì)新最接近點(diǎn)所預(yù)測(cè)的時(shí)間，第一飛行器402的預(yù)測(cè)位置424處于第二飛行器404的分離周界416之外，并且第二飛行器404的預(yù)測(cè)位置426處于第一飛行器402的分離周界414之外。以此方式，第一飛行器402和第二飛行器404的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以自動(dòng)地確?；驹谒袝r(shí)刻均保持適當(dāng)分離，分別如分離周界414和分離周界416所定義的。不過(guò)，當(dāng)?shù)谝伙w行器402和/或第二飛行器404的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)確定分別不再存在違背分離周界414和/或分離周界416的可能時(shí)這些飛行器會(huì)分別返回到飛行路徑406和/或飛行路徑408。在其他示意性示例中，在第一飛行器402和/或第二飛行器404的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)中可以預(yù)定義多個(gè)分離周界層。例如，分離周界414和/或分離周界416可以包括多個(gè)分離周界層。如下文進(jìn)一步描述的，可以基于時(shí)間參數(shù)、飛行器速度、飛行器運(yùn)動(dòng)速率、距離參數(shù)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速率、相對(duì)速度和/或其他適當(dāng)參數(shù)來(lái)定義多個(gè)分離周界層。時(shí)間參數(shù)中的一個(gè)可以是到達(dá)最接近點(diǎn)的時(shí)間。因此，自動(dòng)改變飛行器的飛行路徑的能力可以減少或消除由于人工錯(cuò)誤、與當(dāng)前碰撞回避系統(tǒng)的誤通信和/或其他因素所導(dǎo)致的碰撞可能。此外，飛行器的以交通工具為中心的回避系統(tǒng)可以通過(guò)減少基于地面的空中交通控制者對(duì)于緩解飛行器碰撞風(fēng)險(xiǎn)的參與來(lái)減輕其工作量。圖3和圖4的描繪不意味著暗示對(duì)于可以實(shí)現(xiàn)不同有利實(shí)施例的方式。例如，在 一些示意性示例中，除了第一飛行器302和第二飛行器304之外的其他飛行器可以存在于空中交通管理環(huán)境300中。作為一種示意性示例，第一飛行器402的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)可以被配置成，當(dāng)預(yù)測(cè)到在預(yù)測(cè)將發(fā)生最接近點(diǎn)410的時(shí)間將有一個(gè)以上的飛行器存在于第一飛行器402的分離周界414內(nèi)時(shí)，其產(chǎn)生回避命令從而將第一飛行器402的飛行路徑406改變成除經(jīng)改變飛行路徑418之外的經(jīng)改變飛行路徑?，F(xiàn)在參考圖5，根據(jù)有利實(shí)施例示出了提供碰撞回避的航空電子系統(tǒng)的框圖的示圖。航空電子系統(tǒng)500可以被實(shí)現(xiàn)在飛行器中，例如圖I中的第一飛行器104、圖3中的第一飛行器302、圖4中的第一飛行器402和/或圖4中的第二飛行器404。圖3中的第一飛行器302的以交通工具為中心的回避系統(tǒng)以及圖4中的第一飛行器402和第二飛行器404可以被實(shí)現(xiàn)在航空電子系統(tǒng)500中。在這些示意性示例中，航空電子系統(tǒng)500中的一個(gè)或更多個(gè)部件可以被實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)501中。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)501是圖I中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)108的一種實(shí)施方式的示例。在這些示例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)501采取若干個(gè)計(jì)算機(jī)的形式。當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)501中存在一個(gè)以上計(jì)算機(jī)時(shí)，這些計(jì)算機(jī)可以彼此通信。例如，航空電子系統(tǒng)500可以包括導(dǎo)航系統(tǒng)502、飛行路徑數(shù)據(jù)庫(kù)504、自動(dòng)駕駛506、飛行指引器508、交通傳感器510和碰撞回避計(jì)算機(jī)512。導(dǎo)航系統(tǒng)502、自動(dòng)駕駛506、飛行指引器508和碰撞回避計(jì)算機(jī)512可以被實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)501中的一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)中。此外，導(dǎo)航系統(tǒng)502、自動(dòng)駕駛506和飛行指引器508中的一個(gè)或更多個(gè)可以被實(shí)現(xiàn)在圖I中的飛彳丁控制系統(tǒng)111中。導(dǎo)航系統(tǒng)502可以被用于提供飛行期間飛行器的地理位置。飛行器的地理位置是使用地理坐標(biāo)系來(lái)定義的飛行器位置。導(dǎo)航系統(tǒng)502可以包括慣性基準(zhǔn)系統(tǒng)(IRS)、姿態(tài)航向和參考系統(tǒng)(AHRS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)和其他類似系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中的一部分可以被實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)501中，而這些系統(tǒng)中的另一部分可以包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)501外部的傳感器和/或其他裝置。在這些示意性示例中，導(dǎo)航系統(tǒng)502可以包括機(jī)載在飛行器上的飛行路徑數(shù)據(jù)庫(kù)504。飛行路徑數(shù)據(jù)庫(kù)504為飛行器提供飛行路徑信息。飛行路徑信息包括飛行器的預(yù)定飛行路徑。在一些示意性示例中，飛行路徑信息可以包括飛行器的預(yù)定路線。飛行器的路線是飛行器的行進(jìn)方向或航向。這個(gè)行進(jìn)方向可以被定義為例如相對(duì)于真實(shí)北極的角度。飛行器的路線還可以被稱為航向。自動(dòng)駕駛506通常被配置成在無(wú)人干涉的情況下駕駛飛行器。在各種實(shí)施方式中，自動(dòng)駕駛506可以從導(dǎo)航系統(tǒng)502獲得飛行信息。這個(gè)飛行信息可以包括例如飛行器的位置、航向、姿態(tài)、速率和/或其他適當(dāng)類型的飛行信息。自動(dòng)駕駛506還可以從飛行路徑數(shù)據(jù)庫(kù)504獲得飛行路徑信息。通過(guò)比較飛行信息和飛行路徑信息，自動(dòng)駕駛506可以發(fā)出控制命令從而將飛行器維持在具體飛行路徑上。例如，自動(dòng)駕駛506可以計(jì)算出油門設(shè)定并且發(fā)出飛行控制面命令。飛行指引器508通常被配置成在特定飛行期間計(jì)算并顯示飛行器的期望飛行路 徑給一個(gè)或更多個(gè)飛行員。例如，當(dāng)飛行員正遵循飛行器的預(yù)定路線時(shí)，飛行指引器508可以與飛行路徑數(shù)據(jù)庫(kù)504和自動(dòng)駕駛506交互從而計(jì)算并顯示沿預(yù)定路線行進(jìn)的必要飛行動(dòng)作給飛行員。在這些示意性示例中，飛行指引器508可以包括飛行指引指示儀(FDI)、水平情況指示儀(HSI)、模式選擇器和飛行指弓I計(jì)算機(jī)。此外，飛行指弓I指示儀可以包括顯示器，其可以呈現(xiàn)姿態(tài)指示儀、固定飛行器符號(hào)、傾斜和坡轉(zhuǎn)命令條、下滑指示儀、定位信標(biāo)偏差指示儀和/或其他適當(dāng)類型的指示儀。飛行指引器508可以向飛行員提供獲得并保持期望路線或飛行路徑所必須的操縱命令。在一些示意性示例中，飛行指引器508可以進(jìn)一步向自動(dòng)駕駛506提供操縱命令，該自動(dòng)駕駛506可以將其轉(zhuǎn)變成用于飛行器的飛行控制面的命令。交通傳感器510可以被配置成獲得交通飛行器的位置。交通飛行器包括可以在所述飛行器正行進(jìn)通過(guò)的空域內(nèi)行進(jìn)的任意數(shù)量的其他飛行器。根據(jù)各種實(shí)施例，交通傳感器510可以被配置成從交通報(bào)警和碰撞回避系統(tǒng)(TCAS)、自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視(ADS)系統(tǒng)、基于地面的空中交通控制(ATC)系統(tǒng)、機(jī)載交通監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)和/或其他空中交通探測(cè)系統(tǒng)。如這個(gè)示例中所示，碰撞回避計(jì)算機(jī)512具有處理能力和存儲(chǔ)器以適于存儲(chǔ)和執(zhí)行計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。在一個(gè)實(shí)施例中，碰撞回避計(jì)算機(jī)512包括一個(gè)或更多個(gè)處理器514和一個(gè)存儲(chǔ)器516。存儲(chǔ)器516可以包括易失和非易失存儲(chǔ)器、可擦寫(xiě)和不可擦寫(xiě)介質(zhì)，以被實(shí)現(xiàn)在任意方法或技術(shù)中以用于存儲(chǔ)信息，例如計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其他數(shù)據(jù)。這樣的存儲(chǔ)器包括但不限于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、閃存或其他存儲(chǔ)技術(shù)、光盤、只讀存儲(chǔ)器(⑶-ROM)、數(shù)字光盤(DVD)或其他光學(xué)存儲(chǔ)器、卡式磁帶、磁帶、磁盤存儲(chǔ)器或其他磁性存儲(chǔ)裝置、磁盤陣列(RAID)存儲(chǔ)系統(tǒng)或者能夠被用于存儲(chǔ)期望信息且能夠由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取的任意其他媒介。存儲(chǔ)器516包含能夠使得碰撞回避系統(tǒng)512執(zhí)行各種功能的模塊。這些模塊可以包括自動(dòng)駕駛接口模塊518、數(shù)據(jù)庫(kù)接口模塊520、飛行指引器接口模塊522、碰撞回避模塊524、命令合并模塊526、交通傳感器接口模塊528和數(shù)據(jù)庫(kù)530。存儲(chǔ)器516中的碰撞回避模塊524和一組其他模塊可以被用于實(shí)現(xiàn)圖I中的分離管理模塊112。此外，自動(dòng)駕駛接口模塊518、數(shù)據(jù)庫(kù)接口模塊520、飛行指引器接口模塊522、碰撞回避模塊524、命令合并模塊526、交通傳感器接口模塊528和數(shù)據(jù)庫(kù)530可以被實(shí)現(xiàn)成被一個(gè)或更多個(gè)處理器513執(zhí)行來(lái)實(shí)現(xiàn)下述功能的軟件和/或計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。自動(dòng)駕駛接口模塊518被配置成使得碰撞回避計(jì)算機(jī)512能夠與自動(dòng)駕駛506通信。通信可以建立于電連接、光學(xué)連接等等。在這些示意性示例中，自動(dòng)駕駛接口模塊518可以被配置成使得自動(dòng)駕駛506能夠在碰撞回避計(jì)算機(jī)512的引導(dǎo)下執(zhí)行碰撞回避。數(shù)據(jù)庫(kù)接口模塊520使得能夠從數(shù)據(jù)庫(kù)530讀取數(shù)據(jù)以及向數(shù)據(jù)庫(kù)530寫(xiě)入數(shù)據(jù)。在這些示意性示例中，數(shù)據(jù)庫(kù)接口模塊520可以由存儲(chǔ)器516中的其他模塊激活，如下文進(jìn)一步描述的。數(shù)據(jù)庫(kù)530可以被配置成存儲(chǔ)可以用于將飛行器維持在各種飛行路徑上以及回避碰撞的信息。例如，數(shù)據(jù)庫(kù)530可以包含軌跡和速率規(guī)則。軌跡和速率規(guī)則可以規(guī)定飛行器的性能能力和機(jī)動(dòng)動(dòng)作能力。此外，數(shù)據(jù)庫(kù)530還可以存儲(chǔ)飛行器分離限制和飛行器響應(yīng)限制。 飛行器分離限制可以用于定義分離周界，例如圖3所述的分離周界316。這些被存儲(chǔ)的限制可以用于確定分離周界的尺寸和形狀。例如，參數(shù)可以指定例如直徑、寬度、長(zhǎng)度和海拔的測(cè)量值以及/或者其他測(cè)量值以便定義分離周界。如下文進(jìn)一步描述的，飛行器響應(yīng)限制可以規(guī)定該飛行器和另一飛行器直徑的最大期望接近度以及飛行器要改變其飛行路徑來(lái)緩解碰撞風(fēng)險(xiǎn)的最小時(shí)間。當(dāng)然，其他信息也可以用于確定分離周界的形狀。這些因素可以包括例如但不限于天氣情況、海拔、能見(jiàn)度情況、風(fēng)力情況、飛行器飛行經(jīng)過(guò)的地形、飛行器內(nèi)的乘客數(shù)量以及/或者其他適當(dāng)因素。飛行器指弓I器接口模塊522可以有助于飛行器指弓I器508和碰撞回避模塊524之間的通信。因此，飛行器指引器接口模塊522可以使得飛行器指引器508能夠向飛行員提供必要操縱命令。交通傳感器接口模塊528可以被配置成將來(lái)自交通傳感器510的交通傳感器數(shù)據(jù)提供給碰撞回避計(jì)算機(jī)512。碰撞回避計(jì)算機(jī)512中的碰撞回避模塊524可以分析從交通傳感器接口模塊528接收的交通傳感器信息。如果飛行器沿當(dāng)前飛行路徑不能維持該飛行器和另一飛行器之間具有期望分離水平，則碰撞回避模塊524可以改變?cè)擄w行器的當(dāng)前飛行路徑。命令合并模塊526可以被配置成使用自動(dòng)駕駛接口模塊518和飛行器指弓I器接口模塊522來(lái)分別發(fā)送碰撞回避命令、飛行路徑改變和/或新飛行路徑信息給自動(dòng)駕駛506和飛行指引器508?，F(xiàn)在參考圖6，根據(jù)有利實(shí)施例示出了碰撞回避系統(tǒng)的框圖的示圖。在這個(gè)示意性示例中，系統(tǒng)600是碰撞回避系統(tǒng)。具體地，系統(tǒng)600可以用于實(shí)現(xiàn)飛行器中的以交通工具為中心的碰撞回避系統(tǒng)，該飛行器例如圖I中的第一飛行器104、圖3中的第一飛行器302、圖4中的第一飛行器402和/或圖4中的第二飛行器404。如所示，系統(tǒng)600可以包括飛行控制模塊602和碰撞回避模塊604。飛行控制模塊602被大體配置成當(dāng)飛行器在各目的地之間飛行時(shí)將該飛行器維持在預(yù)定飛行路徑上。碰撞回避模塊604被配置成產(chǎn)生可以提供碰撞回避的回避命令。碰撞回避模塊604和飛行控制模塊602可以通過(guò)使用軟件、硬件或二者組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在這個(gè)示意性示例中，飛行控制模塊602可以包括軌跡生成函數(shù)/功能元件(function)606、控制命令函數(shù)608以及命令修改函數(shù)610。這些函數(shù)可以通過(guò)圖5的航空電子系統(tǒng)500中的導(dǎo)航系統(tǒng)502、自動(dòng)駕駛506和飛行指引器508中的一個(gè)或更多個(gè)來(lái)實(shí)現(xiàn)。軌跡生成函數(shù)606被配置成基于飛行器的預(yù)定航路點(diǎn)來(lái)生成飛行器的飛行軌跡。在這些示意性示例中，飛行器的飛行軌跡是針對(duì)該飛行器識(shí)別的在飛行期間經(jīng)過(guò)以致飛行器維持期望飛行路徑的多個(gè)航路點(diǎn)。航路點(diǎn)是空域中的位置。這些位置可以是通過(guò)使用例如地理坐標(biāo)系定義的位置。在這些示意性示例中，飛行軌跡所識(shí)別的多個(gè)航路點(diǎn)包括將要經(jīng)過(guò)的未來(lái)航路點(diǎn)并且可以不包括飛行期間飛行器已經(jīng)經(jīng)過(guò)的航路點(diǎn)。在一些情況下，飛行軌跡可以包括當(dāng)飛行器維持期望飛行路徑時(shí)該飛行器預(yù)測(cè)要經(jīng)過(guò)的多個(gè)航路點(diǎn)。在一些示意性示例中，飛行軌跡還可以指出飛行器要行經(jīng)的多個(gè)航路點(diǎn)中的每對(duì)航路點(diǎn)之間的路徑。以此方式，飛行軌跡可以包括期望飛行路徑以及對(duì)于沿期望飛行路徑將要經(jīng)過(guò)的多個(gè)航路點(diǎn)的識(shí)別?！わw行軌跡還可以包括飛行器將要經(jīng)過(guò)多個(gè)航路點(diǎn)的時(shí)間。當(dāng)飛行軌跡包括時(shí)間信息時(shí)，飛行軌跡可以被稱為四維(4D)飛行軌跡。當(dāng)飛行軌跡不包括時(shí)間信息時(shí)，飛行軌跡可以被稱為三維飛行軌跡?？刂泼詈瘮?shù)608被配置成相對(duì)于飛行器的當(dāng)前位置和當(dāng)前速度來(lái)比較生成的飛行軌跡。控制命令模塊608確定飛行器是否正在且/或?qū)⒁x于生成的飛行軌跡并且是否需要飛行軌跡校正。飛行軌跡校正是對(duì)于飛行器正遵循的當(dāng)前飛行路徑和/或航向的改變。當(dāng)需要飛行路徑校正時(shí)，控制命令函數(shù)608可以產(chǎn)生根據(jù)軌跡和速率控制規(guī)則實(shí)現(xiàn)飛行路徑校正的控制命令?？刂泼羁梢员慌渲贸筛淖冿w行器的推進(jìn)系統(tǒng)的油門設(shè)定以及/或者操控飛行器的飛行控制面的操作。在一些示意性示例中，控制命令函數(shù)608產(chǎn)生的控制命令還可以在被實(shí)現(xiàn)在推進(jìn)系統(tǒng)和相應(yīng)飛行控制面上之前被命令修改函數(shù)610處理。具體地，命令修改函數(shù)610可以被配置成通過(guò)使用增益將控制命令實(shí)現(xiàn)成飛行狀況的函數(shù)，所述增益也被稱為權(quán)重和/或限制。例如，當(dāng)飛行器嚴(yán)重偏離飛行路徑時(shí)命令修改函數(shù)610可以將大權(quán)重值賦予一個(gè)或更多個(gè)控制命令。大權(quán)重值可以導(dǎo)致一個(gè)或更多個(gè)控制命令高程度地加速實(shí)現(xiàn)以便導(dǎo)致飛行器快速返回到指定飛行路徑。相反地，當(dāng)飛行器僅稍偏離于飛行路徑時(shí)命令修改函數(shù)610可以將小權(quán)重值賦予一個(gè)或更多個(gè)控制命令。在這種情況下，逐漸地實(shí)現(xiàn)控制命令以便飛行器更平緩或平穩(wěn)地返回到指定飛行路徑。此外，可以以考慮到乘客舒適度、行駛品質(zhì)、安全因素和/或其他適當(dāng)因素的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)控制命令。在這些示意性示例中，碰撞回避模塊604可以與飛行控制模塊602交互從而當(dāng)需要時(shí)改變飛行期間飛行器的飛行路徑以便提供碰撞回避。圖5的碰撞回避計(jì)算機(jī)512中的碰撞回避模塊524可以被用于實(shí)現(xiàn)碰撞回避模塊604中執(zhí)行的函數(shù)。如所示，系統(tǒng)600的碰撞回避模塊604可以發(fā)出與飛行控制模塊602提供的控制命令抗衡的回避命令。以此方式，回避命令可以改變飛行器的飛行軌跡和/或飛行路徑以便提供碰撞回避。在這些示意性示例中，碰撞回避模塊604包括軌跡分析函數(shù)612、計(jì)算函數(shù)616、分離限制618、響應(yīng)限制620和回避修改函數(shù)622。軌跡分析函數(shù)612可以被配置成預(yù)測(cè)該飛行器相對(duì)于另一交通飛行器的飛行路徑的飛行路徑。軌跡分析函數(shù)612可以經(jīng)由圖5中的交通傳感器接口模塊528從交通傳感器510獲得交通知識(shí)614。交通知識(shí)614可以包括交通飛行器的位置、速度、航向、航向變化速率、攀升速率、下降速率、速度變化速率和軌跡。在其他情況下，交通知識(shí)614還可以包括具體交通飛行器的飛行計(jì)劃。飛行計(jì)劃包括該具體交通飛行器的預(yù)定飛行軌跡。換言之，飛行計(jì)劃可以包括該具體交通飛行器的預(yù)定飛行路徑以及與沿該預(yù)定飛行路徑的不同航路點(diǎn)關(guān)聯(lián)的時(shí)間。例如，如果交通飛行器已經(jīng)提交了飛行計(jì)劃，則軌跡分析函數(shù)612可以從地面來(lái)源獲得該飛行計(jì)劃，例如從基于地面的控制站獲得飛行計(jì)劃。獲得的飛行計(jì)劃可以向軌跡分析函數(shù)612提供與該交通飛行器在具體時(shí)刻將要處于的位置有關(guān)的詳細(xì)知識(shí)。 不過(guò)，在其他示意性示例中，交通飛行器的飛行管理系統(tǒng)(FMS)可以能夠向另一飛行器發(fā)送位置和速率數(shù)據(jù)。在這些示例中，軌跡分析函數(shù)612還可以從該交通飛行器直接獲得交通知識(shí)614。此外，軌跡分析函數(shù)612可以從軌跡生成函數(shù)606獲知實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)600的飛行器的預(yù)測(cè)飛行路徑。在這些示意性示例中，其上實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)600的飛行器還可以被稱為本體飛行器(self-aircraft)。一旦軌跡分析函數(shù)612已經(jīng)從各來(lái)源接收到了軌跡數(shù)據(jù)，則軌跡分析函數(shù)612可以處理所述數(shù)據(jù)從而確定期望軌跡信息。這個(gè)期望軌跡信息可以包括本體飛行器的位置、本體飛行器的速率、本體飛行器的計(jì)劃軌跡、每個(gè)交通飛行器的位置、每個(gè)交通飛行器的速率以及每個(gè)交通飛行器的計(jì)劃軌跡。如這里所用，本體飛行器和每個(gè)交通飛行器的速率可以包括航向變化速率、攀升速率、下降速率、速度和速度改變速率。速度改變速率還可以被稱為加速度。以此方式，軌跡分析函數(shù)612可以預(yù)測(cè)已經(jīng)被提供有數(shù)據(jù)的每個(gè)飛行器的期望飛行路徑。軌跡分析函數(shù)612可以被配置成向計(jì)算函數(shù)616發(fā)送預(yù)測(cè)軌跡。計(jì)算函數(shù)616可以被配置成處理不同飛行器的預(yù)測(cè)軌跡并且當(dāng)識(shí)別出喪失分離時(shí)向本體飛行器提供回避命令。具體地，不同飛行器的預(yù)測(cè)軌跡可以被用于預(yù)測(cè)在本體飛行器和每個(gè)交通飛行器之間的最接近點(diǎn)處任意交通飛行器是否將“違背”本體飛行器的預(yù)定分離周界。例如，如果預(yù)測(cè)到至少一個(gè)交通飛行器在該交通飛行器和本體飛行器之間的最接近點(diǎn)處將處于分離周界內(nèi)，則分離周界被預(yù)測(cè)為將被“違背”。當(dāng)計(jì)算函數(shù)616做出這種預(yù)測(cè)時(shí)，計(jì)算函數(shù)616可以被配置成發(fā)出回避命令。這些回避命令可以提前改變本體飛行器的飛行路徑以便在預(yù)測(cè)最接近點(diǎn)處不“違背”分離周界。以此方式，計(jì)算函數(shù)616產(chǎn)生在該飛行器和另一飛行器之間提供期望分離水平所需的回避命令。此外，類似于碰撞回避模塊604的碰撞回避模塊可以存在于每個(gè)交通飛行器上并且在必要時(shí)可以向每個(gè)交通飛行器發(fā)出回避命令。在這些所示示例中，計(jì)算函數(shù)616使用分離限制618來(lái)確定飛行器的分離周界的尺寸。在一個(gè)示意性示例中，分離限制618可以定義沿所有方向延伸的最小分離距離。以此方式，分離周界可以是球形形式。例如，可以基于沿所有方向均是一英里的分離距離來(lái)建立分離周界。換言之，如果在本體飛行器和交通飛行器之間預(yù)測(cè)的最接近點(diǎn)處該交通飛行器被預(yù)測(cè)將距離該飛行器一英里以內(nèi)，則該交通飛行器被看成“違背”該本體飛行器的分離周界。在其他示意性示例中，分離限制618可以被配置成提供其他分離周界形狀。例如分離限制618可以定義沿所有經(jīng)度方向和維度方向延伸的半徑以及沿豎直軸線從所述經(jīng)度方向和維度方向延伸的所有點(diǎn)的固定距離。在這種情況下，分離限制618是圓筒形形狀。當(dāng)然，在其他示意性示例中，分離限制618可以被配置成定義各種其他三維形狀，例如橢球、球狀體、半球、立方體、八面體和/或一些其他適當(dāng)?shù)娜S形狀。換言之，三維形狀可以不是對(duì)稱的。在一些情況下，預(yù)測(cè)最接近點(diǎn)時(shí)的不確定性會(huì)是取決于方向的。換言之，不確定性·相對(duì)于飛行器在不同方向是不同的。因此，當(dāng)預(yù)測(cè)最接近點(diǎn)時(shí)的不確定性相對(duì)于飛行器在不同方向是不同的時(shí)，分離限制618所定義的形狀可以是不對(duì)稱的。此外，分離限制618可以基于不同飛行器類型為飛行器定義不同的分離周界三維形狀。例如，當(dāng)本體飛行器是一個(gè)具體飛行器類型時(shí)，針對(duì)該本體飛行器和第一類型的交通飛行器所定義的分離周界可以不用于針對(duì)該本體飛行器和第二類型的交通飛行器所定義的分離周界。作為一個(gè)示意性示例，分離限制618所定義的分離周界的三維形狀可以是基于本體飛行器的種類和/或交通飛行器種類。飛行器的種類可以例如是大型商用飛行器、小型私用飛行器、噴氣式飛行器、直升機(jī)和/或一些其他適當(dāng)飛行器種類。分離周界的三維形狀還可以基于本體飛行器和/或交通飛行器的機(jī)動(dòng)性以及本體飛行器和/或交通飛行器的速
率被定義。計(jì)算函數(shù)616還可以被配置成在生成回避命令時(shí)使用響應(yīng)限制620。響應(yīng)限制620可以確定執(zhí)行回避命令的及時(shí)性。例如，響應(yīng)限制620可以被建立成使得當(dāng)預(yù)測(cè)將在距離本體飛行器當(dāng)前位置基本等于或大于某選定閾值的距離處在本體飛行器和交通飛行器之間產(chǎn)生預(yù)測(cè)最接近點(diǎn)時(shí)，計(jì)算函數(shù)616可以延遲提供一個(gè)或更多個(gè)回避命令。相反地，如果預(yù)測(cè)將在距離本體飛行器當(dāng)前位置小于該選定閾值的距離處在本體飛行器和交通飛行器之間產(chǎn)生預(yù)測(cè)最接近點(diǎn)時(shí)，則計(jì)算函數(shù)616可以立即提供所述一個(gè)或更多個(gè)回避命令以便由本體飛行器執(zhí)行。在一些示意性示例中，計(jì)算函數(shù)616可以被配置成計(jì)算到最接近點(diǎn)的時(shí)間UciJ。該時(shí)間也可以被稱為距最接近點(diǎn)的剩余時(shí)間。在這些示例中，響應(yīng)限制620還可以包括時(shí)間限度。例如，如果預(yù)測(cè)到最接近點(diǎn)的時(shí)間將發(fā)生在未來(lái)基本等于或遲于某選定閾值的時(shí)間處，則計(jì)算函數(shù)616可以延遲回避命令執(zhí)行。例如，到最接近點(diǎn)的時(shí)間可以比選定閾值遲了超過(guò)預(yù)定時(shí)間間隔的時(shí)間。這個(gè)預(yù)定時(shí)間間隔可以是任意時(shí)間增量單位，例如秒、分鐘、小時(shí)和/或一些其他時(shí)間增量。相反地，最接近點(diǎn)的時(shí)間即將迫近。例如，當(dāng)預(yù)測(cè)到最接近點(diǎn)的時(shí)間將發(fā)生在早于某選定閾值的時(shí)間時(shí)，例如在流逝預(yù)定時(shí)間間隔之前，則計(jì)算函數(shù)616可以更快速地提供用于執(zhí)行的回避命令。此外，如果到最接近點(diǎn)的時(shí)間是負(fù)的，則最接近點(diǎn)已經(jīng)發(fā)生并且飛行器正在運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離彼此。在這種情況下，回避命令可以被設(shè)定到零。以此方式，計(jì)算函數(shù)616可以基于與多個(gè)交通飛行器中每一個(gè)的可能碰撞的急迫性來(lái)安排回避命令生成的優(yōu)先次序。例如，計(jì)算到最接近點(diǎn)的時(shí)間和實(shí)施響應(yīng)限制620中的時(shí)間限度可以適用于針對(duì)最接近點(diǎn)具有較長(zhǎng)的剩余時(shí)間/飛行時(shí)間的飛行器之間的碰撞回避。針對(duì)最接近點(diǎn)的較長(zhǎng)剩余時(shí)間可以預(yù)測(cè)發(fā)生在如下兩個(gè)飛行器之間，即它們?cè)跉鈱又醒仄叫新窂浇咏仫w行、一個(gè)追隨另一個(gè)或在彼此遠(yuǎn)離的具有零最接近點(diǎn)距離的軌跡上航行。在這些示意性示例中，回避修改函數(shù)622可以被配置成將增益或回避權(quán)重分配到計(jì)算函數(shù)616生成的一個(gè)或更多個(gè)回避命令?；乇軝?quán)重可以用于建立回避和操縱命令的相對(duì)強(qiáng)度。例如，回避修改函數(shù)622針對(duì)遠(yuǎn)程第一分離周界層包含小增益并且針對(duì)近程第二分離周界層包含大增益。在這個(gè)示例中，第一分離周界層可以能夠通過(guò)使用遠(yuǎn)程的最小路徑修正來(lái)實(shí)現(xiàn)分離。同樣在這個(gè)示例中，第二周界層可以在近程通過(guò)使用較大增益確保回 避命令克服飛行控制模塊602中控制命令函數(shù)608所發(fā)出的正?？刂泼睢Ｒ虼?，回避計(jì)算函數(shù)616和回避修改函數(shù)622可以增加本體飛行器接近交通飛行器時(shí)改變其飛行路徑的傾向。此外，將意識(shí)到回避修改函數(shù)622可以被配置成針對(duì)每個(gè)分離周界和每個(gè)交通飛行器將各種增益分配給回避命令。在其他示意性示例中，回避修改函數(shù)622還可以被配置成分配選擇性執(zhí)行一部分回避命令的增益。例如，回避修改函數(shù)622可以被配置成當(dāng)飛行器低于預(yù)定最小海拔時(shí)不向?qū)е略擄w行器俯沖的回避命令分量分配權(quán)重。這可以防止飛行器執(zhí)行不良飛行路徑改變。在一些示意性示例中，回避修改函數(shù)622可以被配置成將基本零權(quán)重分配給使得飛行器沿具體方向(例如向左或向右)轉(zhuǎn)向的回避命令分量?；乇苄薷暮瘮?shù)622還可以被配置成使用控制限制來(lái)約束回避命令。例如，當(dāng)可忽略距飛行路徑的偏離時(shí)回避修改函數(shù)622可以提供阻止回避命令被執(zhí)行的控制限制。在其他示例中，命令修改函數(shù)610和回避修改函數(shù)622 二者均可以使用控制限制來(lái)防止飛行器的徑向運(yùn)動(dòng)或飛行器中飛行控制系統(tǒng)的命令飽和。一旦回避修改函數(shù)622已經(jīng)將必要增益和/或限制分配給回避命令，則回避命令被傳達(dá)到例如圖5中的命令合并模塊526。命令合并模塊526可以實(shí)現(xiàn)由合并部件623和命令合并模塊624執(zhí)行的函數(shù)。具體地，合并部件623將回避命令應(yīng)用到控制命令并且將這些合并命令發(fā)送到命令合并模塊624。如下所述，控制命令由控制命令函數(shù)608生成并且由命令修改函數(shù)610修改。產(chǎn)生的回避命令可以包括例如航向速率變化命令、攀升或下降速率修改命令、力口速和減速命令以及/或者其他操縱命令，如速率、海拔和航向改變命令。換目之，回避命令可以被配置成影響命令合并模塊624中推力和飛行控制面設(shè)定的計(jì)算。在各種實(shí)施例中，命令合并模塊624可以實(shí)施回避命令以便它們與控制命令函數(shù)608發(fā)出的且被命令修改函數(shù)610加權(quán)和限制的控制命令抗衡。以此方式，當(dāng)碰撞回避模塊604預(yù)測(cè)到預(yù)期“違背”分離周界時(shí)碰撞回避模塊604可以改變飛行器的飛行路徑。此外，命令合并模塊624還可以將位置和速率讀數(shù)回饋給控制命令函數(shù)608和軌跡分析函數(shù)612。此外，位置和速度讀數(shù)可以被回傳給航空電子系統(tǒng)500中的自動(dòng)駕駛506、飛行指引器508和/或一些其他系統(tǒng)。進(jìn)而，控制命令函數(shù)608可以使用反饋位置和速度讀數(shù)以便在如上所述相同的過(guò)程中產(chǎn)生進(jìn)一步的控制命令。類似地，軌跡分析函數(shù)612可以使用反饋位置和速度讀數(shù)來(lái)連續(xù)地更新其飛行軌跡預(yù)測(cè)。將意識(shí)到，碰撞回避模塊604可以被配置成連續(xù)監(jiān)控本體飛行器和交通飛行器的軌跡并且預(yù)測(cè)該飛行器和另一飛行器之間的最接近點(diǎn)對(duì)分離周界的未來(lái)“違背”。這種連續(xù)監(jiān)控可以確保在每次預(yù)測(cè)到分離喪失時(shí)均改變飛行器的飛行路徑。不過(guò)，當(dāng)飛行器和交通飛行器的軌跡指示出最接近點(diǎn)不再違背分離周界時(shí)，碰撞回避模塊604可以停止回避命令的輸出。以此方式，可以連續(xù)地做出小的飛行路徑改變以便減少碰撞的潛在風(fēng)險(xiǎn)。在一些示意性示例中，即使在飛行器控制飛行器時(shí)碰撞回避模塊604仍可以產(chǎn)生回避命令?，F(xiàn)在參考圖7，根據(jù)有利實(shí)施例示出了用于預(yù)測(cè)兩個(gè)飛行器之間的最接近點(diǎn)的方 程的示圖。具體地，示出了用于預(yù)測(cè)第一飛行器702和第二飛行器704之間的最接近點(diǎn)的方程的示例。這些方程是用于預(yù)測(cè)圖I中的第一飛行器104和第二飛行器105之間的最接近點(diǎn)121的一種實(shí)施方式的示例。此外，圖7還示出了回避命令的生成。如圖7所示，假設(shè)第一飛行器702和第二飛行器704沿筆直路徑以恒定速度繼續(xù)行進(jìn)，在第一飛行器702和第二飛行器704之間的最接近點(diǎn)可以由如下方程表示= /s；十 I = κ ..... PP—! i-·
^ i(5)其中^是最接近點(diǎn)矢量的矢量706，f是第一飛行器702和第二飛行器704之間的當(dāng)前航距的矢量708，元是在當(dāng)前時(shí)間和最接近點(diǎn)的時(shí)間之間第二飛行器704相對(duì)于第一飛行器702行進(jìn)的預(yù)測(cè)距離的矢量710，并且是第二飛行器704相對(duì)于第一飛行器702的速度的矢量712。此外，最接近點(diǎn)的時(shí)間可以由如下方程表示t =-,^7 = ........(6)
p IF2,1 V2r-V2,.
B.I其中tepa是最接近點(diǎn)處的時(shí)間，并且Ir+是預(yù)測(cè)在第一飛行器702和第二飛行器
IhHI
704之間將要行進(jìn)的相對(duì)距離5的矢量范數(shù)/矢量模數(shù)710比第二飛行器704相對(duì)于第一飛行器702的速度矢量的矢量范數(shù)710。生成以交通工具為中心的命令&的控制回避控制規(guī)則可以由如下方程表示
>■'< P
;V、 y
丁了、， (7)11；'I I= '1 >· + 々Μ . b 十 ijzP,η ■ h(Λ)
并且其中P代表分離周界層的數(shù)量，η代表用于生成回避命令的交通飛行器的數(shù)量。此外，Kp, η可以是在本體飛行器評(píng)估情況下針對(duì)每個(gè)相應(yīng)交通飛行器η且針對(duì)多個(gè)相應(yīng)分離周界層P中的任意周界層被應(yīng)用到相應(yīng)控制方向的控制增益。此外，
包括在生成一個(gè)或更多個(gè)回避命令時(shí)使用的對(duì)應(yīng)碰撞回避命令分量。根則》種文施例，可以如下被選擇
權(quán)利要求
1.用于管理交通工具(102)之間的分離(106)的方法，該方法包括 預(yù)測(cè)沿第一路徑(116)行進(jìn)的第一交通工具與沿第二路徑(118)行進(jìn)的第二交通工具之間的最接近點(diǎn)(121)； 通過(guò)使用該最接近點(diǎn)(121)以及所述第一交通工具和所述第二交通工具之間的期望分離水平(106)來(lái)生成用于改變所述第一交通工具的所述第一路徑(116)的若干補(bǔ)償命令(130);以及 將所述若干補(bǔ)償命令(130)合并于所述第一交通工具的若干控制命令(133)以形成最終若干控制命令(143)，所述最終若干控制命令(143)被配置成機(jī)動(dòng)所述第一交通工具以便基本維持所述第一交通工具和所述第二交通工具之間的期望分離水平(106)，其中所述第一交通工具對(duì)所述最終若干控制命令(143)的響應(yīng)是期望響應(yīng)(145)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括 預(yù)測(cè)到所述最接近點(diǎn)(121)的時(shí)間(120)，其中所述最接近點(diǎn)(121)被預(yù)測(cè)將發(fā)生于如果所述第一交通工具繼續(xù)沿所述第一路徑(116)行進(jìn)且所述第二交通工具繼續(xù)沿所述第二路徑(118)行進(jìn)時(shí)在所述第一交通工具和所述第二交通工具之間的距離(123)具有最小值的時(shí)候。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中預(yù)測(cè)所述最接近點(diǎn)(121)的步驟包括 預(yù)測(cè)如果所述第一交通工具繼續(xù)沿所述第一路徑(116 )飛行且所述第二交通工具繼續(xù)沿所述第二路徑(118)飛行則在所述第一交通工具和所述第二交通工具之間的距離(123)具有最小值時(shí)的該距離(123);以及 預(yù)測(cè)所述距離具有所述最小值時(shí)所述第二交通工具相對(duì)于所述第一交通工具的方向(127)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2-3中任一權(quán)利要求所述的方法，其中生成所述若干補(bǔ)償命令(130)的步驟包括 通過(guò)使用所述最接近點(diǎn)(121)、所述第一交通工具和所述第二交通工具之間的所述期望分離水平(106)以及到所述最接近點(diǎn)(121)的所述時(shí)間(120)來(lái)生成用于改變所述第一交通工具的所述第一路徑(116)的所述若干補(bǔ)償命令(130)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述第一交通工具是第一飛行器(104)并且所述第二交通工具是第二飛行器(105)，并且其中通過(guò)使用所述第一飛行器(104)內(nèi)的飛行控制模塊(602)來(lái)生成所述若干控制命令(133)，并且還包括 將限制函數(shù)的第一集合施加到所述若干控制命令(133);并且 將限制函數(shù)的第二集合施加到所述若干補(bǔ)償命令(130)，其中所述限制函數(shù)的第一集合和所述限制函數(shù)的第二集合被配置成降低所述第一飛行器(140)以不良方式飛行的可能性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的方法，還包括 選擇若干參數(shù)來(lái)生成所述若干補(bǔ)償命令(130)，其中所述若干參數(shù)被選擇成使得所述第一交通工具對(duì)所述若干最終控制命令(143)的響應(yīng)是所述期望響應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述期望分離水平(106)選自所需分離水平(136)、安全分離水平(138)和強(qiáng)制分離水平(140)其中之一。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4和6-7中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述第一交通工具是第一飛行器(104)，所述第二交通工具是第二飛行器(105)，所述第一路徑(116)是第一飛行路徑，并且所述第二路徑是第二飛行路徑，并且還包括 響應(yīng)所述若干最終控制命令(143)來(lái)機(jī)動(dòng)所述第一飛行器(104)從而改變所述第一飛行器(104)的所述第一飛行器路徑從而形成所述第一飛行器(104)的經(jīng)改變飛行路徑(314)，其中所述經(jīng)改變飛行路徑(314)在所述第一飛行器(104)和所述第二飛行器(105)之間的所述最接近點(diǎn)(121)處提供所述期望分離水平(106)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中機(jī)動(dòng)步驟包括 響應(yīng)所述若干最終控制命令(143)改變所述第一飛行器(104)的行進(jìn)速率、加速度和方向(127)中至少一者以形成所述經(jīng)改變飛行路徑(314)，其中所述經(jīng)改變飛行路徑(314)在所述第一飛行器(104)和所述第二飛行器(105)之間的所述最接近點(diǎn)(121)處提供所述期望分離水平(106)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述期望響應(yīng)(145)包括期望行駛品質(zhì)、期望乘客舒適度、期望加速范圍、期望響應(yīng)時(shí)間和期望轉(zhuǎn)彎速率中的至少一者。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一權(quán)利要求所述的方法，其中生成所述若干補(bǔ)償命令(130)的步驟包括 通過(guò)使用對(duì)所述最接近點(diǎn)的預(yù)測(cè)中的不確定性來(lái)識(shí)別在所述第一交通工具和所述第二交通工具之間的所述期望分離水平。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-4、6_7和10-11中任一權(quán)利要求所述的方法,其中所述第一交通工具和所述第二交通工具選自飛行器、無(wú)人駕駛飛機(jī)、直升機(jī)、潛艇、水面艦艇、導(dǎo)彈、宇宙飛船和地面交通工具中的至少一者。
13.—種系統(tǒng),包括 分離管理模塊(112)，其被配置成通過(guò)使用第一路徑(116)和第二路徑(118)來(lái)預(yù)測(cè)沿所述第一路徑(116)行進(jìn)的第一交通工具與沿所述第二路徑(118)行進(jìn)的第二交通工具之間的最接近點(diǎn)(121);通過(guò)使用該最接近點(diǎn)(121)以及在所述第一交通工具和所述第二交通工具之間的期望分離水平(106)來(lái)產(chǎn)生用于改變所述第一交通工具的所述第一路徑(116)的若干補(bǔ)償命令(130);以及將所述若干補(bǔ)償命令(130)合并于所述第一交通工具的若干控制命令(133)以形成最終若干控制命令(143)，所述最終若干控制命令(143)被配置成機(jī)動(dòng)所述第一交通工具以便基本維持所述第一交通工具和所述第二交通工具之間的期望分離水平(106)，所述第一交通工具對(duì)所述最終若干控制命令(143)的響應(yīng)是期望響應(yīng)(145)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述分離管理模塊(112)還被配置成預(yù)測(cè)到所述最接近點(diǎn)(121)的時(shí)間(120)，其中所述最接近點(diǎn)(121)被預(yù)測(cè)將發(fā)生于如果所述第一交通工具繼續(xù)沿所述第一路徑(I 16)行進(jìn)且所述第二交通工具繼續(xù)沿所述第二路徑(I 18)行進(jìn)時(shí)在所述第一交通工具和所述第二交通工具之間的距離(123)具有最小值的時(shí)候。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中在被配置成預(yù)測(cè)所述最接近點(diǎn)(121)時(shí)，所述分離管理模塊(112)被配置成預(yù)測(cè)當(dāng)所述第一交通工具繼續(xù)沿所述第一路徑(116)行進(jìn)且所述第二交通工具繼續(xù)沿所述第二路徑(118)行進(jìn)時(shí)在所述第一交通工具和所述第二交通工具之間的距離(123)具有最小值時(shí)的該距離(123);以及預(yù)測(cè)所述距離具有所述最小值時(shí)所述第二交通工具相對(duì)于所述第一交通工具的方向(127)。
全文摘要
提供用于管理交通工具之間的分離的方法和設(shè)備。預(yù)測(cè)沿第一路徑行進(jìn)的第一交通工具與沿第二路徑行進(jìn)的第二交通工具之間的最接近點(diǎn)。通過(guò)使用該最接近點(diǎn)以及第一交通工具和第二交通工具之間的期望分離水平來(lái)產(chǎn)生用于改變第一交通工具的第一路徑的若干補(bǔ)償命令。若干補(bǔ)償命令與用于第一交通工具的若干控制命令相合并以形成最終若干控制命令，所述最終若干控制命令被配置成機(jī)動(dòng)第一交通工具以便基本維持第一交通工具和第二交通工具之間的期望分離水平。第一交通工具對(duì)最終若干控制命令的響應(yīng)是期望響應(yīng)。
文檔編號(hào)G08G5/04GK102915652SQ20121027340
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者G·S·布什內(nèi)爾 申請(qǐng)人:波音公司