本發(fā)明涉及對于飛機周圍的障礙物的檢測的一般領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，在機場在航行道上和在登記門處的事故的主要原因發(fā)生在飛機的地面操作期間。這些事故通常歸因于在飛機的操縱期間尤其在后退操縱期間飛機與其周圍存在的障礙物的碰撞。實際上，飛行員不能看見位于他們的飛機下面和后面的區(qū)域。

這類障礙物的存在對地勤人員、飛機以及乘客來說是危險的。此外，由飛機與障礙物的碰撞導致的事故具有降低機場的操作能力的后果，導致航班延遲且強烈地擾亂了航空公司的活動。

為了避免飛機與地面上存在的障礙物之間的碰撞，已知的是在飛機的整個地面操作階段(拖曳、滑行等)期間由專門的人員給飛機護航。尤其針對這類任務培訓的人員引導地面上的飛機同時預測障礙物的存在。然而，這種引導、預測和識別跑道上可能產(chǎn)生干擾的障礙物的能力，受到以下事實的限制，即：該人員是人，因此可能犯錯、短暫地分心或者甚至由于氣象條件而具有降低的能見度。此外，人不能夠身體舒服地觀察飛機周圍的360°視場。最后，要求幫助停泊飛機和引導飛行員的人員需要用手勢與跑道人員表達無線電通信過程以及維修通信。

另外，對于地勤人員來說，這種護航工作是危險的，勞累的和壓力大的，地勤人員除了預測地面上存在的障礙物之外，還必須預測地面上存在的其他飛機和車輛的運動。

尤其從US2002/0081110已知的是，符合權(quán)利要求1的前序部分的飛機。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的在于提出一種新的裝置，從而允許在飛機的地面操作期間檢測障礙物，以及尤其在后退操縱期間對看得見飛機的后方和下方的需求做出響應，該裝置比傳統(tǒng)的技術(shù)更加有效，不必管地面上的能見度條件如何，另外，該裝置是自動的且不依賴于人的反應。

為此，本發(fā)明提出一種飛機，該飛機包括：

-結(jié)構(gòu)；

-起落架，安裝在飛機的結(jié)構(gòu)上；以及

-至少一個障礙物檢測器，

其中，障礙物檢測器附接到臂，所述臂安裝在結(jié)構(gòu)上以能夠在靜止位置和檢測位置之間運動，其中在靜止位置，臂收縮，而在檢測位置，臂展開。

起落架是可縮回的并具有縮回構(gòu)造和延伸構(gòu)造，其中在縮回構(gòu)造，起落架容納在形成于結(jié)構(gòu)中的盒中，而在延伸構(gòu)造，起落架展開，臂安裝在起落架的盒中，當臂展開時，障礙物檢測器位于接近起落架的下部的位置，遠離飛機的結(jié)構(gòu)。

通過這種構(gòu)造，檢測器位于最接近起落架的位置。這是特別有利的，其原因在于起落架是最多地暴露到\最先遇到障礙物(具體地，地面上的車輛)的部件，以及其原因在于能夠撞擊起落架的障礙物不是機務人員能看見的。

將檢測系統(tǒng)靠近起落架放置的事實使得看見什么物體位于起落架的運動方向上成為可能，避免了任何視差問題，因此允許檢測障礙物并能夠簡單地將障礙物分類成危險的或不危險的(“障礙物位于飛機的運動軸線上、在還是不在起落架的水平面？”類型的二元測試)。

在機身或機翼上的任何其他定位(在起落架的周圍的范圍之外)強加了更復雜的評估(對于障礙物和起落架之間的相互定位的評估)，該評估不能通過單個傳感器執(zhí)行(對于任何潛在障礙物來說，需要確定起落架的方向和距離)。

飛機的某些優(yōu)選的但不是限制性的特征如下：

-障礙物檢測器可附接在盒的后部的區(qū)域中；

-起落架包括：外殼，具有沿著縱軸延伸的主方向，所述外殼包括構(gòu)造為安裝在飛機上的第一端部和與第一端部相反的第二端部；以及桿，可滑動地安裝在外殼的第二端部上，所述桿能夠相對于外殼沿著縱軸平移地運動，并且，在靜止位置，障礙物檢測器延伸到與外殼的第二端部相鄰的區(qū)域中，

-臂包括安裝在結(jié)構(gòu)上的第一端部和與第一端部相反的第二端部，障礙物檢測器附接在與臂的第二端部相鄰的區(qū)域中，

-障礙物檢測器附接為朝著起落架的后方區(qū)域定向，

-只有當起落架處于延伸構(gòu)造時，臂才從靜止位置轉(zhuǎn)變到檢測位置，

-當飛機的運動速度小于預定閾值速度時，臂轉(zhuǎn)變到靜止位置，

-臂是可伸縮的，

-飛機包括至少兩個障礙物檢測器，

-障礙物檢測器附接在一起以形成單個部件，

-障礙物檢測器包括從以下組中選擇的至少一個優(yōu)選地至少兩個障礙物檢測器：紅外接近檢測器、微波接近檢測器、超聲接近檢測器、一個或多個紅外或可見光相機、超聲測距儀、雷達測距儀或激光測距儀，

-飛機進一步包括致動器，該致動器構(gòu)造為使障礙物檢測器圍繞臂旋轉(zhuǎn)，

-致動器構(gòu)造為使臂旋轉(zhuǎn)，通過使臂旋轉(zhuǎn)而使障礙物檢測器圍繞臂旋轉(zhuǎn)，

-障礙物檢測器包括檢測場，該檢測場具有構(gòu)造為覆蓋飛機的下方區(qū)域和飛機的后方區(qū)域的孔徑和深度，

-檢測場的孔徑具有包括在0°和270°之間的水平視角以及包括在大約0米和大約250米之間的深度，

-飛機包括至少兩個障礙物檢測器，每個障礙物檢測器附接到相應的臂，其中臂安裝在結(jié)構(gòu)上以能夠在靜止位置和檢測位置之間運動。

附圖說明

通過閱讀下面參考附圖以非限制性示例的方式給出的詳細描述，本發(fā)明的其他特點、目的和優(yōu)點將更加清楚地顯現(xiàn)，在附圖中：

圖1示出了符合本發(fā)明的飛機的示例性實施例的一部分的示意圖，其中臂位于檢測位置，

圖2是支撐用于符合本發(fā)明的飛機的障礙物檢測器的臂的示例性實施例的一部分的詳細視圖，

圖3示出了圖1的飛機的檢測器的檢測場，

圖4是臂的示例性實施例的縱剖面的視圖，

圖5是符合本發(fā)明的飛機的盒的示例性實施例的示意圖，其中處于縮回構(gòu)造的起落架和位于靜止位置的臂是看得見的，

圖6示出了臂定位在包括前起落架和兩個主起落架的示例性飛機上的示例，以及相關(guān)的檢測場的示例。

具體實施方式

為了允許最優(yōu)的障礙物檢測并降低飛機5在地面上操作期間的碰撞風險，本發(fā)明提出了在飛機5的起落裝置1(或起落架)上給飛機5配備一個或多個障礙物檢測器2。因此，由所述檢測器檢測的障礙物可隨后用作專用處理單元的輸入值(或者如果合適的話，直接輸給飛機的飛行員)，其中該處理單元構(gòu)造為分析這些輸入值并從這些輸入值推斷出飛機在地面上運動期間安全且最優(yōu)的軌跡。例如，處理單元可準備飛機周圍存在的障礙物的地圖，以幫助飛機的飛行員指揮飛機。適當?shù)?，處理單元還構(gòu)造為處理由障礙物檢測器獲得的信息并優(yōu)化該信息(例如，當檢測器2包括攝像機時，需要處理獲得的圖像以考慮陰影區(qū)域和暴露到光的區(qū)域之間的光照差異)。

起落架1還可包括主起落架(例如，位于機翼下方)或者甚至輔助起落架(例如，位于飛機5的機鼻處的前起落架)。在附圖中示出的示例中，這是主起落架。

起落架1可以是固定的或可縮回到形成于飛機5的結(jié)構(gòu)6(機身或機翼)中的專用起落架1盒7中。

在下文中，將在可縮回起落架1的情況下更加具體地描述本發(fā)明，即，起落架1構(gòu)造為在起飛階段和著陸階段之間縮回到飛機5的起落架1盒7中，以及在著陸階段和地面操作期間延伸。

按照本身已知的方式，起落架1通常包括外殼10，外殼10具有沿著縱軸X延伸的主方向，構(gòu)成起落架1的主體并允許主要的力傳遞到飛機5的結(jié)構(gòu)6。為此，外殼10包括安裝在飛機5的結(jié)構(gòu)6上的第一端部10a和包括不可見的腔的第二端部10b，由底座12和滑動桿14組成的下部樞轉(zhuǎn)地安裝在該腔中。

滑動桿14能夠相對于外殼10沿著縱軸X平移地運動，并與底座12一起形成減震器，該減震器適合于吸收著陸時的沖擊能量并支撐飛機5的地面操縱。底座12可安裝在外殼10的第二端部10b的腔中，以使滑動桿14可基本上圍繞外殼10的縱軸X樞轉(zhuǎn)。

滑動桿14的、更加遠離外殼10的第二端部10b的端部14b，支撐移動裝置16，例如諸如由輪輞組成的輪。

起落架1進一步包括撐桿18，撐桿18包括構(gòu)造為安裝在飛機5上的第一端部和構(gòu)造為在所述外殼10的第二端部10b附近連接到外殼10的第二端部。撐桿18構(gòu)造為將來自移動裝置16的軸向載荷傳遞到飛機5的結(jié)構(gòu)6。

申請人意識到，在技術(shù)上難以將諸如障礙物檢測器2的傳感器容納在起落架1上，其原因是這些障礙物檢測器2的檢測場F必須至少覆蓋延伸到飛機5下方的區(qū)域和延伸到飛機5后方的區(qū)域(沿著水平尾翼的方向及更遠)?？蛇x地，障礙物檢測器2能夠覆蓋飛機5的前方區(qū)域(朝著機鼻)，也可以是有用的。

此外，障礙物檢測器2的性能必須不能由于當飛機在跑道上高速滾動時撞擊物體或者由于氣象條件(雪花、雨滴、冰雹等)或環(huán)境中存在的顆粒(灰塵、煙霧、污染物等)而被削弱。

還將注意到，障礙物檢測器2的位置、方向和選擇必須考慮期望監(jiān)測的區(qū)域的范圍、選擇的障礙物檢測器的固有檢測場(場的深度和孔徑)以及每個檢測器的靈敏度(尤其是對光照的靈敏度，通常在飛機下方的光照比飛機周圍的光照要低些，對于一些類型的檢測器來說這可能產(chǎn)生問題)。

由于起落架1的可縮回性質(zhì)，這些困難進一步增加。實際上，在起落架1的延伸構(gòu)造中，障礙物檢測器2必須沿著用于檢測障礙物的方向定向。另外，在縮回構(gòu)造中，障礙物檢測器2必須能夠容納在飛機5的結(jié)構(gòu)6中，飛機5的結(jié)構(gòu)6的可用體積大幅受限。

為了滿足上面引證的所有要求，障礙物檢測器2附接到臂3，臂3安裝在飛機的結(jié)構(gòu)6上，能夠在靜止位置和檢測位置之間運動，其中在靜止位置，臂3收縮，而在檢測位置，臂3展開以將障礙物檢測器2定位在起落架1的下部中，與飛機5的結(jié)構(gòu)6和地面相距一定距離。在檢測位置，障礙物檢測器2隨后延伸到與外殼10的第二端部10b相鄰的區(qū)域中，這樣能夠獲得大的檢測場F。實際上，通過按照這種方式定位障礙物檢測器2，檢測器2的檢測場F不被飛機5的結(jié)構(gòu)6(機身或機翼，取決于檢測器2的位置)阻礙。另外，障礙物檢測器2與地面相距一定距離，其檢測場F不受地面的存在的限制，且強有力地降低了在飛機5的運動期間障礙物檢測器2可與地面上存在的或突出的物體碰撞的風險。

當臂3位于檢測位置時，障礙物檢測器2可啟動以檢測飛機5周圍可能的障礙物的存在，以及當臂3位于靜止位置時，障礙物檢測器2可關(guān)閉。

臂3具有主體30，主體30沿著限定臂3的縱軸Y的主方向延伸，并包括構(gòu)造為安裝在飛機的結(jié)構(gòu)6上的第一端部30a和與第一端部30a相反的第二端部30b。

在檢測位置，臂3的主體可基本上垂直地延伸，即，沿著地面的方向且基本上平行于外殼10的縱軸X延伸。障礙物檢測器2隨后可附接在臂3的第二端部30b處，以當臂3位于其檢測位置時延伸到臂3的主體30下方。

臂3可以是可伸縮的，以使臂3的主體30的第一端部30a和第二端部30b之間的距離是可變的。在本實施例中，可伸縮臂3的靜止位置隨后對應于縮回位置，而其檢測位置對應于展開位置。因此，第一端部30a和第二端部30b之間的距離在可伸縮臂3的靜止位置處比在收縮位置處更短。

作為變型，臂3可樞轉(zhuǎn)，且在其第一端部30a處使用樞轉(zhuǎn)式附接件可旋轉(zhuǎn)地安裝在飛機5的結(jié)構(gòu)6上。在該可選的實施例中，臂3的第一端部30a和第二端部30b之間的距離因此被固定。此外，在樞轉(zhuǎn)臂3的靜止位置，臂3可處于基本上水平的位置，然后通過圍繞樞轉(zhuǎn)鏈接部旋轉(zhuǎn)而運動到在檢測位置處基本上豎直的位置。

根據(jù)另一變型，臂3可以既是可伸縮的又是樞轉(zhuǎn)的。

臂3可安裝在飛機5上，位于起落架1的盒7中。

然后當臂3位于靜止位置時，臂3可收縮到起落架1的盒7中，以及當起落架1位于其延伸構(gòu)造時，臂3展開以進入檢測位置。

起落架1的盒7然后尤其在飛行階段期間能夠保護臂3和障礙物檢測器2。當臂位于其靜止位置時，該構(gòu)造進一步能夠不影響飛機5的氣動特性。

具體地，臂3在盒7中的位置可根據(jù)檢測精度和障礙物檢測器2的檢測場F以及起落架1及其起落盒7的幾何結(jié)構(gòu)(盒7中可用的空間，伸縮的運動性等)來選擇。可能尤其有利的是，臂3朝著盒7的后部偏移(即，盡可能接近飛機5的水平尾翼)以優(yōu)化檢測器2的檢測場F，尤其是當期望使用檢測器可視化飛機5的下側(cè)和后方的區(qū)域且減小遮蔽的區(qū)域(尤其由于起落架1的存在而遮蔽的區(qū)域)時。另外，選擇臂3在盒7中的位置，以使在起落架1延伸或縮回到盒7中期間臂不會干涉。因此，臂3的第一端部可例如定位在當起落架縮回到盒7中時，在起落架1的撐桿和輪之間延伸的區(qū)域中。

障礙物檢測器2在臂3上的位置還可根據(jù)檢測精度和障礙物檢測器2的檢測場F以及起落架1的幾何結(jié)構(gòu)和臂3在起落盒7中的位置來確定。

在一個實施例中，只有當起落架1處于其延伸構(gòu)造時，臂3才從其靜止位置運動到其檢測位置。因此只要起落架1處于縮回構(gòu)造，臂3即保持收縮在靜止位置并保護障礙物檢測器2。

可選地，臂3可由飛機5的運動速度控制，以避免障礙物檢測器2被物體例如跑道上存在的物體撞擊或者受到氣象條件(雨、雪等)襲擊，而阻礙通過檢測器2檢測障礙物。在該可選的實施例中，只有當下面兩個累積條件滿足時，臂3才可進入其檢測位置：

-起落架1處于其延伸構(gòu)造，以及

-飛機5的速度小于預定閾值速度。

這些累積條件因此允許保護障礙物檢測器2且不會過早地展開臂3。

在適當?shù)臅r候，還可使用保護屏罩，例如通過保護帽或通過檢測器2的支撐件3，保護障礙物檢測器2免于其環(huán)境(惡劣的天氣，風等)影響。

飛機5可進一步包括適合于控制臂3和障礙物檢測器2的控制單元。具體地，控制單元可構(gòu)造為當對應的條件(起落架的延伸構(gòu)造，以及如果有的話，飛機5的速度小于預定閾值速度)滿足時，使得臂3從其靜止位置運動到其檢測位置。此外，當臂3(分別)位于其檢測位置(靜止位置)時，控制單元可(分別)控制障礙物檢測器2的啟動(熄火)。

具體地，控制單元可直接容納在臂3中，例如容納在臂3的主體30中。此外，臂3可配備有檢測器的一組連接和供電電纜。按照這種方式，充分地將臂3附接到飛機的結(jié)構(gòu)6以及將檢測器的電纜連接到飛機5的現(xiàn)存的電纜陣列，以安裝臂3和障礙物檢測器2。

控制單元可進一步構(gòu)造為將由障礙物檢測器2收集的信息傳遞到專用的處理單元，以限定在飛機5的地面運動期間安全且最優(yōu)的軌跡。

根據(jù)一個實施例，起落架1可包括數(shù)個障礙物檢測器2，例如兩個障礙物檢測器2，以改善對障礙物的檢測，降低可由外部條件(尤其由氣象條件)導致的噪聲，以及補償障礙物檢測器2中的一個的任何可能的故障。然后，這兩個障礙物檢測器2可以是相同的(相同的檢測技術(shù)和/或相同的檢測精度)或不同的。

例如，起落架1可包括從以下組中選擇的至少一個優(yōu)選地兩個障礙物檢測器2：接近檢測器(紅外、微波、超聲等)、一個或多個相機(紅外或可見光-單一或立體人工視覺等)、測距儀(超聲、雷達或激光測距儀)等。

在障礙物檢測器2包括相機的情況下，通過相對于地面上的標記或置于交通路線的邊緣上的面板等記錄飛機5的位置，由相機傳輸?shù)膱D像可進一步有助于可幫助引導飛機5或給飛機5領(lǐng)航的信息的收集。

飛機5可進一步包括數(shù)個臂3，每個臂3配備有至少一個障礙物檢測器2。例如，飛機5可包括第一臂3和第二臂3，其中第一臂3接近于主起落架1安裝且一個或多個障礙物檢測器2附接到第一臂3，第二臂3接近于輔助起落架1安裝且一個或多個障礙物檢測器2附接到第二臂3。

用于附接障礙物檢測器的數(shù)個臂3的實現(xiàn)能夠獲得數(shù)個不同的視點，因此擴大障礙物檢測場，提高由不同障礙物檢測器執(zhí)行的測量的精度并減少可能的盲點以及降低氣象條件對執(zhí)行的測量的影響。

例如，在圖6中示出了將配備有障礙物檢測器2的臂3定位在示例性飛機5上的示例，該飛機5包括附接在其機翼處的兩個主起落架1a和附接在飛機5的機鼻下方的前起落架1b。將理解到，本發(fā)明不限于這種類型的飛機，也可應用于包括不同數(shù)量的起落架1的飛機5。然后根據(jù)飛機5的類型和起落架的數(shù)量更改臂3和障礙物檢測器2的位置和方向。

在本示例性實施例中，臂3附接到主起落架1a的盒7的后部，它們相應的檢測器2朝著飛機5的后方定向。這里，飛機5在其前起落架1b處不包括障礙物檢測器2。當然，將理解到，作為變型，飛機可包括附接在前起落架1b的盒7中的補充臂。歸因于該位置和該方向，障礙物檢測器2不僅可容納在它們相應的起落架1a的盒7中的自由空間中，同時仍然在其延伸或縮回期間觀察起落架1a的運動性，而且除此之外，檢測器2的檢測場F允許對于在飛機5下方和后方延伸的區(qū)域的重要部分的覆蓋。此外，障礙物檢測器2的該位置允許獲得它們相應的檢測場F在飛機5下面的區(qū)域中相當大的覆蓋。

優(yōu)選地，障礙物檢測器2選擇為對于小尺寸具有最優(yōu)的檢測場F，以獲得良好的檢測性能并減少臂3的空間的使用，尤其是當臂3收縮位于靜止位置時。于是，不需要修改飛機5的結(jié)構(gòu)6以容納收縮的臂3，尤其是當臂3容納在起落架1的盒7中時。

優(yōu)選地，障礙物檢測器2選擇為具有能夠覆蓋飛機5的下方區(qū)域和后方區(qū)域的檢測場F。例如，檢測場的孔徑可具有包括在0°和270°之間的角度α以及包括在大約0米和大約250米之間的深度。這種檢測器2于是能夠以足夠的精度檢測位于飛機5的環(huán)境中的障礙物。此外，現(xiàn)在的技術(shù)能夠使障礙物檢測器2在小尺寸的情況下具有這種性能。

在一個實施例中，起落架1可包括致動器4，致動器4構(gòu)造為使障礙物檢測器2圍繞臂3的縱軸Y旋轉(zhuǎn)。因此，這種致動器4的實現(xiàn)允許檢測器2通過執(zhí)行對周圍區(qū)域的掃描來擴大其檢測場F的角度α。因此，檢測器2可檢測臂3的縱軸Y周圍360°范圍內(nèi)的障礙物，即使障礙物檢測器2的檢測場F的初始范圍α小于360°也是如此。

因此，致動器4通過減小檢測器2所需的檢測場而允許障礙物檢測器2的尺寸減小，并因此允許其體積減小。

根據(jù)第一實施例，致動器4可構(gòu)造為使障礙物檢測器2圍繞臂3的軸Y旋轉(zhuǎn)，臂3保持相對于飛機5的結(jié)構(gòu)6固定。

作為變型，根據(jù)第二實施例，致動器4可使臂3圍繞其縱軸Y旋轉(zhuǎn)，障礙物檢測器2保持相對于所述臂3固定。

當起落架1包括數(shù)個障礙物檢測器2時，至少兩個障礙物檢測器2可附接在一起以形成單個部件。例如，障礙物檢測器2中所有的或一部分障礙物檢測器可通過共同的支撐件附接。

作為變型，障礙物檢測器2可單獨地附接到臂3。如果合適的話，每個障礙物檢測器2可與對應的致動器4關(guān)聯(lián)。然后，障礙物檢測器2可通過它們相應的致動器4彼此獨立地實施運動。

障礙物檢測器2與可伸縮臂3的附接能夠保證障礙物檢測器2的合適的定位，即使起落架1是可縮回的也是如此。實際上，障礙物檢測器2的位置獨立于起落架1的位置。此外，致動器4的可選存在允許障礙物檢測器2掃描大的檢測場F并確保完全看見飛機5的前方、后方和側(cè)部。

另外，臂3的增加僅需要對已知的飛機5的結(jié)構(gòu)6做最小修改。實際上，控制單元以及檢測器的連接和供電電纜可容納在臂3中。因此，容易升級現(xiàn)存的飛機5以給飛機5配備障礙物檢測器2。