DE10149681A1

DE10149681A1 - Flugzeugsicherheitssystem

Info

Publication number: DE10149681A1
Application number: DE10149681A
Authority: DE
Inventors: Hugo Karl Goetze
Original assignee: GARNER CAD TECHNIC GmbH
Current assignee: GARNER CAD TECHNIC GmbH
Priority date: 2001-10-09
Filing date: 2001-10-09
Publication date: 2003-04-24

Abstract

Steuerung einer Fluglage eines Luftfahrzeugs mit verbesserter Sicherheit durch Anfordern einer Identifikation eines autorisierten Piloten. Ein Identifikationsmodul ist bereitgestellt, integriert ausgebildet mit einer Steuereingabevorrichtung zum Steuern des Luftfahrzeugs, basierend auf manuell eingegebener Navigationsinformation. Identifikationsinformation wird erfasst und die Identität eines autorisierten Piloten wird verifiziert. Falls die Identität eines autorisierten Piloten nicht verifiziert werden kann, wird die Steuereingabevorrichtung gesperrt. Eine Steuerung des Luftfahrzeugs kann einem Autopiloten oder einer Bodenkontrollstation übergeben werden.

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flugsteuerinformations-Eingabevorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Fluglage eines Luftfahrzeugs.

Hintergrund der Erfindung

Während frühe Luftfahrzeuge ausschließlich durch mechanische Übertragung von Steuerinformation von einem Pilot zu Steuerflächen und Steuereinrichtung zum Steuern einer Fluglage des Luftfahrzeugs geflogen wurden, sind moderne Luftfahrzeuge nunmehr mit mechanisch-elektrischen oder flyby-wire Systemen (Systeme mit elektrischer Übertragungsleitung) ausgestattet.

In einem fly-by-wire-System oder einem mechanisch- elektrischen System zum Steuern einer Fluglage gibt ein Pilot Steuerinformation ein, indem er einen Sidestick (seitlicher Steuerknüppel) oder ein Steuerrad einer Steuersäule bedient, das mit einem Flugsteuerungscomputer verbunden ist. Der Flugsteuerungscomputer empfängt die manuell eingegebene Steuerinformation von dem Sidestick oder dem Steuerrad, verarbeitet die empfangene Information, um daraus Steuerinformation für die Steuerfläche des Luftfahrzeugs zu erzeugen, einschließlich beispielsweise Querrudern, Höhenruder und Seitenruder oder beliebigen andere Steuerkomponenten.

Ein Steuern der Fluglage eines modernen Luftfahrzeugs benötigt oft eine große Anzahl von computerisierten Steuerkomponenten. Beispielsweise sind moderne Luftfahrzeuge allgemein mit Autopilotsystemen ausgestattet, die das Luftfahrzeug ohne Einwirkung eines Piloten fliegen können. Ein Autopilot kann beispielsweise programmiert sein, eine bestimmte Flugrichtung aufrecht zu halten, oder kann sogar so programmiert sein, dass er das Luftfahrzeug auf einer bestimmten Landebahn landet.

Der Autopilot kann durch den Piloten eingeschaltet werden, z. B. während eines Fluges auf großer Höhe, um es dem Pilot abzunehmen, dass Luftfahrzeug zu fliegen, oder während schlechter Wetterbedingungen, wenn eine Landebahn angeflogen wird, d. h. Nebel oder ähnliches. Um eine manuelle Steuerung zu übernehmen, kann der Pilot den Autopiloten zu einem beliebigen Zeitpunkt ausschalten.

Bei dem Entwicklungsvorgang eines modernen Luftfahrzeugs, insbesondere Passagierluftfahrzeugs, spielen Sicherheitsgesichtspunkte eine sehr wichtige Rolle. Beispielsweise erlaubt das Autopilotsystem eine sichere Flugsteuerung in den oben beschriebenen Situationen, oder falls der Pilot nicht in der Lage ist, das Luftfahrzeug zu fliegen, d. h. aufgrund eines Krankheitsfalls oder ähnlichem. Weiter sind Luftfahrzeuge allgemein mit Backupsystemen ausgestattet, um einen ordnungsgemäßen Betrieb des Luftfahrzeugs auch dann sicherzustellen, wenn einige Steuerkomponenten ausfallen.

Nichtsdestoweniger, trotz der umfangreichen Anstrengungen, eine Sicherheit im Luftraum zu erhöhen, treten schwere Unfälle mit einem schwerwiegenden Verlust von Menschenleben weiter auf. Beispielsweise könnte eine nicht autorisierte Person einen Piloten zwingen, eine Kontrolle über das Luftfahrzeug zu übergeben, und könnte dann beispielsweise einen Autopiloten ausschalten und manuell das Luftfahrzeug unter Verwendung eines Sidestick oder Steuerrads zu fliegen, wie oben erwähnt. In diesem Falle gibt es keine Möglichkeit, eine Gewalt über das Flugzeug wiederzugewinnen, beispielsweise von einer Bodenkontrollstation.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher wünschenswert, eine Sicherheit in einem Flugzeug weiter zu erhöhen, indem verhindert wird, dass eine nicht autorisierte Person eine Steuerung übernimmt und das Luftfahrzeug fliegt.

In Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel umfasst eine Flugsteuerinformationseingabevorrichtung eine Steuereingabevorrichtung zum Steuern einer Fluglage eines Luftfahrzeugs basierend auf einer empfangenen Navigationsinformation; ein Identifikationsmodul, dass integriert in der Steuereingabevorrichtung ausgebildet ist, zum Erfassen von Identifikationsinformationen; und wobei das Identifikationsmodul angeordnet ist, die Identifikationsinformation an ein Sicherheitsmodul zu übermitteln, um eine Identität eines autorisierten Pilot zu verifizieren, und um die Steuereingabevorrichtung zu sperren, falls die Identität des autorisierten Pilot nicht verifiziert werden kann. Somit kann bei einem Fehlschlag einer Verifikation der Identität des autorisierten Piloten durch eine Sperrung der Steuereingabevorrichtung verhindert werden, dass eine nicht autorisierte Person dass Luftfahrzeug fliegt. Dies erlaubt es, eine Sicherheit im Luftfahrzeug signifikant zu verbessern. Weiter, da das Identifikationsverifikationsmodul integriert mit der Steuereingabevorrichtung ausgebildet ist, kann eine Verifikationsoperation einfach durchgeführt werden.

Vorteilhafter Weise kann das Identifikationsverifikationsmodul angeordnet sein, biometrische Information einer Hand eines Individuums zu erfassen, das die Steuereingabevorrichtung bedient. Somit kann der Verifikationsvorgang bequem ausgeführt werden, falls ein Individuum, das versucht, das Luftfahrzeug zu fliegen, die Steuereingabevorrichtung bedient.

Die biometrische Information kann mindestens ein Element aus der folgenden Gruppe enthalten: - Fingerabdrucksinformation; - biometrische Handflächeninformation; - Fingergeometrieinformation; und - Handgeometrieinformation. Somit kann eine ganze Bandbreite biometrischer Information gesammelt werden, um einen verbesserten Verifikationsbetriebsvorgang bereitzustellen.

Darüber hinaus kann das Identifikationsverifikationsmodul weiter physiologische Information eines Individuums erfassen, das die Steuereingabevorrichtung bedient, einschließlich mindestens eines Elements der folgenden Gruppe: - Blutzirkulationsinformation; und - Körpertemperatur. Demzufolge kann neben der obigen biometrischen Information weitere Verifikationsinformation gesammelt werden, um weiter einen Verifikationsvorgang zu verbessern, z. B., um zu verifizieren, dass der autorisierte Pilot immer noch in der Lage ist, das Luftfahrzeug zu fliegen.

Die Steuereingabevorrichtung kann ein Sidestick (seitlicher Steuerknüppel) für eine fly-by-wire Fluglagensteuerung oder ein Steuerrad einer Steuersäule für eine mechanisch- elektrische Fluglagensteuerung oder eine beliebige andere Eingabevorrichtung zum Steuern von Flugparametern eines Luftfahrzeugs sein. Beispielsweise könnte die Steuereingabevorrichtung auch Stellkomponente für eine Vorrichtung sein, zum Regulieren eines Schubs der Düsentriebwerke, zum Steuern eines Fahrwerks, oder ähnliches.

Weiter kann das Identifikationsverifikationsmodul in einem Schaftabschnitt der Steuereingabevorrichtung angeordnet sein, in Kontakt mit Abschnitten einer Hand während eines normalen manuellen Steuerbetriebsvorgangs. Somit kann die Verifikationsprozedur während eines normalen Flugbetriebs durchgeführt werden, ohne Erfordernis weiterer Handlungen.

Darüber hinaus kann das Identifikationsverifikationsmodul angeordnet sein, biometrische und/oder physiologische Information während einer vor dem Flug durchgeführten Prozedur von mindestens einem autorisierten Piloten zu speichern. Demzufolge kann die Identität mindestens eines autorisierten Piloten vor einem Flug bestimmt werden, um sicherzustellen, dass während dem Flug nur der mindestens eine autorisierte Pilot das Luftfahrzeug fliegen kann.

Das Sicherheitsmodul kann weiter dazu ausgebildet sein, eine Verifikation der Identität von mindestens einem autorisierten Piloten anzufordern, bei Vorliegen von mindestens einem Element der folgenden Gruppe: - Erfassen einer Anweisung, einen Autopiloten auszuschalten und Erfassen eines manuellen Betriebs der Steuereingabevorrichtung; und - Ablauf einer vorgegebenen Zeitperiode.

Bei Empfang des Alarmsignals kann das Sicherheitsmodul eine Steuerung der Fluglage entweder einem Autopiloten und/oder einer Bodenkontrollstation übergeben. Somit kann bei einem Fehlschlag einer Identifikation eines autorisierten Piloten, d. h., falls eine unautorisierte Person es versucht, das Luftfahrzeug zu fliegen, eine Kontrolle über das Luftfahrzeug, z. B. einschließlich aller Möglichkeiten zu interagieren, einschließlich Klappen, Schub, etc., zu der externen Bodenstation übergeben werden, zu einem Autopiloten oder anderen Luftfahrzeug, unter Verhinderung irgendeiner menschlichen Interaktion innerhalb des Luftfahrzeugs.

Das Sicherheitsmodul kann so ausgebildet sein, dass es, falls die Identität des autorisierten Piloten nicht verifiziert werden kann, die Steuereingabevorrichtung nur bei einer Autorisierungsprozedur wieder freigibt, die mindestens einen autorisierten Piloten einbezieht. Somit kann nach einer Sperrung der Steuereingabevorrichtung eine Kontrolle einem autorisierten Piloten wieder zurückgegeben werden, nachdem eine weitere Autorisierungsprozedur durchgeführt wurde, z. B. eine Prozedur, die ohne jeden Zweifel verifizieren kann, dass mindestens ein Pilot im nicht unter dem Einfluss einer unautorisierten Person ist.

Weiter kann das Sicherheitsmodul so ausgebildet sein, dass es ein Vorrangsignal von einer Bodenkontrollstation empfängt, eine Kontrolle über die Fluglage zur Bodenkontrollstation übergeben. Somit kann die Bodenkontrollstation zu einen beliebigen Zeitpunkt eine Kontrolle über das Flugzeug übernehmen, falls dies als notwendig erachtet wird.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält ein Verfahren zum Steuern einer Fluglage eines Luftfahrzeugs ein Bereitstellen eines Identifikationsmoduls, das integriert mit einer Steuereingabevorrichtung zum Steuern einer Fluglage eines Luftfahrzeugs basierend auf empfangener Navigationsinformation ausgebildet ist; Erfassen einer Identifikationsinformation und verifizieren einer Identität eines autorisierten Piloten; und Sperren der Steuereingabevorrichtung, falls die Identität des autorisierten Piloten nicht verifiziert werden kann.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in weiteren abhängigen Ansprüchen offenbar.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 veranschaulicht Elemente einer Flugsteuerinformationseingabevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 veranschaulicht Betriebsvorgänge eines Verfahrens zum Steuern der Fluglage eines Luftfahrzeugs in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 veranschaulicht Elemente der Flugsteuerinformationseingabevorrichtung in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zeigt insbesondere einen Sidestick eines fly-by-wire Systems;
Fig. 4 veranschaulicht eine Fingerabdruckerkennungsvorrichtung für eine Flugsteuerinformationseingabevorrichtung in Übereinstimmung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 veranschaulicht Elemente einer Flugsteuerinformationseingabevorrichtung in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung einschließlich eines Sidesticks eines fly-by-wire Kontrollsystems, das mit einer Hand oder Handflächenerkennungsvorrichtung ausgestattet ist;
Fig. 6 veranschaulicht Elemente einer Flugsteuerinformationseingabevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, einschließlich eines Steuerrads, dass mit einer Fingerabdruckerkennungsvorrichtung für ein mechanisches/elektrisches System ausgestattet ist;
Fig. 7 veranschaulicht Elemente einer Flugsteuerinformationseingabevorrichtung in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, einschließlich eines Steuerrads, dass mit einer Handflächenerkennungsvorrichtung für ein mechanisch/elektrisches System ausgestattet ist;
Fig. 8 veranschaulicht funktionale Elemente einer Flugsteuerinformationseingabevorrichtung für ein fly-by-wire System in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 9 veranschaulicht funktionale Elemente einer Flugsteuerinformationseingabevorrichtung für ein mechanisch-elektrisches System mit Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 10 veranschaulicht Betriebsvorgänge zum Steuern einer Fluglage eines Luftfahrzeugs in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, unter besonderer Veranschaulichung von Verifikationsbetriebsvorgängen und einer Übergabeprozedur einer Kontrolle über das Luftfahrzeug.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Fig. 1 veranschaulicht Elemente einer Flugsteuerinformationseingabevorrichtung in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, unter besonderer Veranschaulichung einer Steuereingabevorrichtung, die mit einem Identifikationsmodul ausgestattet ist, das eine Identität eines autorisierten Piloten verifiziert.
In Fig. 1 ist eine Steuereingabevorrichtung 101 angeordnet, um eine Fluglage eines Luftfahrzeugs basierend auf empfangener Navigationsinformation zu steuern, z. B. manuell eingegeben durch einen Piloten, der die Steuereingabevorrichtung mit einer oder beiden Händen bedient.
Weiter zeigt Fig. 1 ein Identifikationsverifikationsmodul 102, das mit der Steuereingabevorrichtung gekoppelt ist, zum Erfassen von Identitätsinformation, z. B. einer Person, die das Luftfahrzeug fliegt, oder versucht, es zu fliegen. Ein Sicherheitsmodul 103 ist angeordnet, um die Identifikationsinformation zu empfangen, zum Verifizieren einer Identität eines autorisierten Piloten und zum Sperren der Steuereingabevorrichtung, falls die Identität des autorisierten Piloten nicht verifiziert werden kann.
Darüber hinaus zeigt Fig. 1 eine beispielhafte Steuerfläche 104 zum Steuern der Fluglage des Luftfahrzeugs, z. B. durch Ablenken eines Luftstroms an den Flügeln oder Schwanz des Luftfahrzeugs, um eine Flugrichtung einzustellen.
Die mit Bezug auf Fig. 1 erläuterte Anordnung erlaubt es, eine Sicherheit in einem Luftfahrzeug zu erhöhen, indem verhindert wird, dass eine unautorisierte Person das Luftfahrzeug fliegen kann. Indem Identifikationsinformation einer Person erfasst wird, die das Luftfahrzeug fliegt oder versucht, dieses zu fliegen, und durch Verifizieren dieser Information, um festzustellen, ob ein autorisierter Pilot das Luftfahrzeug fliegt, oder versucht, dieses zu fliegen, kann es sofort festgestellt werden, dass eine unautorisierte Person es versucht, die Steuereingabevorrichtung zu bedienen.
Die Identitätsinformation, die durch das Identifikationsverifikationsmodul gesammelt wird, kann eine beliebige Art von biometrischer Information einer Hand eines Individuums sein, das die Steuereingabevorrichtung bedient, und/oder physiologische Information eines Individuums, das die Steuereingabevorrichtung bedient.
Da das Identifikationsverifikationsmodul integriert ausgebildet ist mit der Steuereingabevorrichtung, kann eine bequeme Verifikation eines autorisierten Piloten durchgeführt werden, ohne Erfordernis weiterer spezieller Verifikationsprozeduren oder Handlungen eines Piloten, um eine Autorisierung für ein fliegendes Luftfahrzeug zu erhalten.
Im folgenden werden weitere Beispiele der Elemente aus Fig. 1 mit weiteren Details ausgeführt. Es wird darauf hingewiesen, dass die folgende Beschreibung lediglich Beispiele zeigt, und nicht als die Erfindung beschränkend betrachtet werden sollte.
Die in Fig. 1 gezeigte Steuereingabevorrichtung 101 kann eine beliebige Vorrichtung zum Empfangen von Steuerinformation von einem Piloten des Luftfahrzeugs zum Steuern einer Fluglage, Flugposition und ähnlichem sein. Beispielsweise kann die Steuereingabevorrichtung ein Sidestick (seitlicher Steuerknüppel) eines fly-by-wire Steuersystems oder ein Steuerrad einer Steuersäule eines mechanischen oder mechanisch/elektrischen Steuersystems zum Steuern eines Luftfahrzeugs sein. Weiter zeigt Fig. 1 nur eine einzelne Steuereingabevorrichtung und Identifikationsverifikationsmodul, es versteht sich jedoch, dass eine größere Anzahl bereitgestellt sein kann, z. B. zwei Steuereingabevorrichtungen, jede mit einem Identifikationsverifikationsmodul gekoppelt, für einen Piloten und einen Co-Piloten.
Das Identifikationsverifikationsverifikationsmodul 102 kann eine beliebige Art von Informationserfassungsvorrichtung zum Erlangen von Information sein, die es erlaubt, ein Individuum zu identifizieren, dass das Luftfahrzeug fliegt oder versucht, dieses zu fliegen. Beispielsweise kann das Identifikationsverifikationsmodul biometrische oder physiologische Information erfassen. Weiter kann das Identifikationsmodul ausgebildet sein, Sprachinformation für ein Analysieren von Sprachmustern zum Identifizieren einer autorisierten Person ausgebildet sein, oder kann ausgestattet sein, optische Information zu empfangen, z. B. für eine Gesichtserkennung oder zum Erlangen von Information von einem Auge von einer Person, die das Luftfahrzeug fliegt oder versucht, dieses zu fliegen.
Während das Identifikationsmodul in Fig. 1 als eine einzelne Vorrichtung gezeigt ist, die mit der Steuereingabevorrichtung gekoppelt ist, ist es möglich, dass das Identifikationsmodul aus einer Vielzahl von Identifikationssubmodulen besteht, von denen einige an die Steuereingabevorrichtung gekoppelt sind, während andere Elemente an anderen Orten in einem Cockpit angeordnet sein können. Beispielsweise kann eine Kamera zum Erlangen von optischen Informationen an einer geeigneten Stelle in dem Cockpit angeordnet sein. Weiter kann ein Submodul zum Erhalten von Sprachinformation in ein Mikrofon integriert sein, dass für eine Bordkommunikation oder Kommunikation zwischen den Luftfahrzeugen und einer Bodenkontrollstation verwendet wird.
In Übereinstimmung mit einem Beispiel kann das Identifikationsmodul 102 dazu ausgebildet sein, biometrische Information zu erfassen, einschließlich Fingerabdruckinformation, um eine Verifikation eines Fingerabdrucksmusters von jemanden zu erlauben, der die Steuereingabevorrichtung bedient. Wie es der Fachmann weiß kann Fingerabdruckinformation, d. h. das Muster von Linien einer Fingerkuppe, dazu verwendet werden, eine sehr große Anzahl von Individuen eindeutig zu identifizieren. Weiter kann das Identifikationsmodul dazu angeordnet sein, biometrische Handflächeninformation eines Individuums zu erlangen, dass die Steuereingabevorrichtung hält. Wie bei Fingerabdruckinformation, kann biometrische Handflächen- oder Handinformation verwendet werden, eine sehr große Anzahl von Individuen zu identifizieren, da die speziellen Linien Mustern von Fingern, Händen oder Handflächen von jeder Person einzigartig sind.
Alternativ, oder zusätzlich dazu, kann das Identifikationsmodul dazu ausgebildet sein, Fingergeometrieinformation und/oder Handgeometrieinformation zu erfassen. Somit kann das Identifikationsmodul beispielsweise eine Größe eines Fingerabdrucks erfassen, eine Größe einer Handfläche oder Hand oder andere geometrische Information eines Individuums, die weiter für Identifikationszwecke verwendet werden kann. Sensoren zum Bestimmen von biometrischer Information sind allgemein bekannt und können kleine und leichtgewichtige Komponenten sein, die bequem in eine Steuereingabevorrichtung eines Luftfahrzeugs eingepasst werden können.
Beispielsweise kann das Identifikationsmodul in einen beliebigen Oberflächenabschnitt der Steuereingabevorrichtung eingepasst sein, z. B. an einer ergonomischen Stelle, die für eine das Luftfahrzeug bedienende Person einfach zugänglich ist. Beispielsweise könnte das Identifikationsmodul in einem Schaftabschnitt der Steuereingabevorrichtung mit Abschnitten einer Hand oder Finger während eines normalen manuellen Steuerbetriebs in Kontakt sein. Somit könnte das Identifikationsmodul an einem Ort angeordnet sein, der normalerweise durch den Piloten berührt wird, wenn er die Steuereingabevorrichtung hält, d. h., wo Finger- oder Handabschnitte normalerweise während eines manuellen Flugbetriebs ruhen.
Das Identifikationsmodul kann weiter Submodule an unterschiedlichen Orten an der Steuereingabevorrichtung oder beliebigen anderen Orten in einem Cockpit enthalten. Die Submodule können dazu ausgebildet sein, Finger-, Hand- oder Handflächeninformation zu erfassen.
Weiter, oder als eine Alternative zu biometrischer Information, wie oben erwähnt, kann das Identifikationsmodul dazu ausgebildet sein, physiologische Information einer Person zu erfassen, die das Luftfahrzeug fliegt, oder versucht, dieses zu fliegen. Das Identifikationsmodul könnte dazu ausgebildet sein, Blutzirkulationsinformation und/oder eine Körpertemperatur eines Piloten zu erfassen, oder beliebige andere physiologische Information, die für ein Verifizieren der Identität des autorisierten Piloten verwendet werden kann, oder die dazu verwendet werden kann, zu bestätigen, dass der Pilot immer noch in der Lage ist, das Luftfahrzeug zu fliegen, oder ob der Pilot z. B. bewusstlos ist, und die Pilotenhand durch eine unautorisierte Person bewegt wird, um die Steuereingabevorrichtung zu bedienen, und das Identifikationssystem zu täuschen. Falls beispielsweise eine Blutzirkulation nicht ausreichend oder überhaupt nicht vorhanden ist, oder falls eine Körpertemperatur zu niedrig ist, würde ein Verifikationsbetriebsvorgang der Identität eines autorisierten Piloten nicht erfolgreich sein. Z. B., auch wenn biometrische Information als richtig festgestellt wird, falls weitere erhaltene physiologische Information außerhalb bestimmter Bereiche liegt, beispielsweise einem Parameterbereich, der in Verbindung mit einem bestimmten autorisierten Pilot eingestellt ist, würde veranlasst werden, dass die Verifikationsprozedur zu einem negativen Ergebnis führt.
Das Sicherheitsmodul 103 ist dazu ausgebildet, die Identifikationsinformation von dem Identifikationsmodul 102 zu empfangen, um eine Identität eines autorisierten Piloten zu verifizieren, und um die Steuereingabevorrichtung 101 zu sperren, falls die Identität des autorisierten Piloten nicht verifiziert werden kann.
Das Sicherheitsmodul kann Teil eines Flugcomputers bilden, oder kann durch eine getrennte Datenverarbeitungsvorrichtung dargestellt werden. Beispielsweise kann das Sicherheitsmodul durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung und entsprechende Software realisiert sein. Alternativ könnte das Sicherheitsmodul vollständig als eine Hardwarevorrichtung realisiert sein.
Weiter, obwohl Fig. 1 nur ein einzelnes Sicherheitsmodul 103 zeigt, kann das Sicherheitsmodul 103 Untermodule aufweisen, die miteinander kommunizieren. Weiter können Backupsicherheitsmodule bereitgestellt werden, um einen ordnungsgemäßen Betrieb des Systems sicherzustellen, falls eines der Sicherheitsmodule ausfällt.
Eine Information von dem Identifikationsmodul von der Steuereingabevorrichtung kann über eine beliebige Art von Kommunikationsverbindung zu dem Sicherheitsmodul vermittelt werden, einschließlich mechanischer, elektrischer oder drahtloser Übertragung.
Für den Verifikationsbetrieb einer Identität eines autorisierten Piloten basierend auf der Identifikationsinformation, die von dem Identifikationsmodul 102 empfangen wird, kann das Sicherheitsmodul eine Datenbank persönlicher Identifikationsinformation bezüglich mindestens einem autorisierten Piloten enthalten, oder damit verbunden sein. Diese persönliche Informationsinformation von mindestens einem autorisierten Pilot könnte zu einem beliebigen Zeitpunkt erhalten werden, z. B. ein Erlangen dieser Information kann in eine vor einem Flug durchgeführten Prozedur (Vor-Flugprozedur) integriert sein. Das Sicherheitsmodul wird bei einem Empfang von Identifikationsinformation von dem Identifikationsmodul 102 die empfangene Identifikationsinformation verarbeiten und vergleichen, um festzustellen, ob die Person, die das Luftfahrzeug fliegt oder versucht, dieses zu fliegen, einer des mindestens einen autorisierten Piloten ist. Dieses kann in einem Lookup-Betriebsvorgang oder einer beliebigen anderen Art von Vergleichsschritt erzielt werden, wie im Stand der Technik bekannt.
Falls die Verifikation der Identität eines autorisierten Piloten negativ ist, d. h. falls die Identifikationinformation, die von dem Identifikationsmodul empfangen wird, nicht einem der persönlichen Identifikationssätzen entspricht, auf die vom Sicherheitsmodul zugegriffen werden kann, kann das Sicherheitsmodul die Steuereingabevorrichtung sperren. Dieses kann erzielt werden durch eine entsprechende Anweisung an einen Flugsteuerungscomputer oder eine mechanische Komponente, die eine Abkopplung, physikalisch oder elektronisch, der Steuereingabevorrichtung anweist. Ein Aussetzen der Steuereingabevorrichtung kann auch über ein Steuerprogramm erzielt werden, das auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird.
Falls die Steuereingabevorrichtung gesperrt ist, kann keine Steuerinformation zum Steuern der Fluglage des Luftfahrzeugs durch die Steuereingabevorrichtung eingegeben werden. Darüber hinaus kann das Sicherheitsmodul weiter beliebige andere Komponenten des Luftfahrzeugs zum Steuern einer Fluglage, Geschwindigkeit oder anderer Flugdaten sperren. Weiter kann das Sicherheitsmodul eine Kontrolle über das Luftfahrzeug an einen Autopiloten übergeben, beispielsweise unter Eliminierung irgendwelcher Möglichkeiten, aus dem Cockpit mit der Flugprozedur zu interagieren. Eine Autopilot, wie im Stand der Technik bekannt, ist eine Steuervorrichtung, die das Luftfahrzeug automatisch fliegt, z. B. ohne menschliche Interaktion, und kann das Luftfahrzeug in einer vorgegebenen oder vorab eingegebenen Richtung leiten, oder kann sogar das Luftfahrzeug auf einer festgelegten Landebahn landen. Das Sicherheitsmodul sperrt vorzugsweise alle Funktionen des Autopiloten, die ein neu Einstellen von Koordinaten oder ähnliches im Cockpit erlauben.
Vor einem Sperren der Steuereingabevorrichtung oder beliebiger anderer Steuerkomponenten kann eine weitere Identifikationsprozedur aufgerufen werden. Beispielsweise könnte der Pilot aufgefordert werden, die Verifikationsprozedur zu wiederholen, z. B. seinen Finger oder Hand wiederum in Kontakt mit dem Identifikationsmodul zu bringen, oder eine weitere Identifikationsprozedur mit weiteren Sensoren könnte aufgerufen werden. Beispielsweise könnte eine Kamera eine Gesichts- oder Augenerkennungsprozedur durchführen, ein Spracherfassungssystem könnte Sprachinformation für eine Identifikation oder ähnliches aufnehmen. Der Pilot könnte weiter aufgefordert werden, einen persönlichen Identifikationscode einzugeben, oder könnte eine Verifikationsprozedur unter Einbeziehung einer Bodenkontrollstation unterzogen werden.
Eine Alternative zum Sperren von Steuerkomponenten, oder darüber hinaus, kann das Sicherheitsmodul eine Kontrolle über das Luftfahrzeug einer Bodenkontrollstation übergeben, wodurch ebenso irgendein Einfluss auf die Flugprozedur vom Cockpit eliminiert wird. Eine Bodenkontrollstation kann dann übernehmen, und das Luftfahrzeug in einer vorgegebenen Richtung oder zu einer sicheren Landebahn fliegen. Die Bodenkontrollstation kann weiter mit einem Autopiloten im Luftfahrzeug kooperieren oder ihn reprogrammieren, um das Luftfahrzeug zu einer sicheren Landebahn zu bringen.
Auf der anderen Seite, falls das Sicherheitsmodul feststellt, dass die empfangene Identifikationsinformation mit einem gespeicherten Datensatz übereinstimmt, d. h. dass ein autorisierter Pilot das Luftfahrzeug fliegt, sperrt das Sicherheitsmodul eine Übertragung von Steuerinformation von der Steuereingabevorrichtung zu der Steueroberfläche 104 nicht. In diesem Fall kann ein Flugcomputer einen regulären Flugsteuerbetrieb durchführen, wie im Stand der Technik bekannt.
Die Steueroberfläche 104, in Fig. 1 gezeigt, kann eine beliebige Art von Vorrichtung darstellen, um auf eine Fluglage eines Luftfahrzeugs Einfluss zu nehmen, d. h. Modifizieren eines Luftstroms um das Luftfahrzeug. Beispielsweise könnte die Steueroberfläche ein Querruder sein, ein Höhenruder, ein Seitenruder, eine Landeklappe oder eine beliebige andere Steuerkomponente.
Alternativ oder zusätzlich dazu könnte eine beliebige andere Steuervorrichtung zum Ändern von Flugparametern bereitgestellt sein, wie beispielsweise Schub-, Landefahrwerk oder ähnliches.
Demzufolge wird das Sicherheitsmodul, falls eine Identifikationsverifikationsprozedur positiv ist, keinen Einfluss auf eine normale Flugsteuerung nehmen, jedoch, falls eine Identifikationsverifikationsprozedur negativ ist, kann es die Steuereingabevorrichtung und/oder beliebige andere Komponenten für eine Flugsteuerung aussetzen. Demzufolge erlaubt das oben beschriebene Beispiel, eine Sicherheit in einem Cockpit zu erhöhen, in dem verhindert wird, dass eine unautorisierte Person das Luftfahrzeug fliegt.
Im folgenden wird mit bezug auf Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Fig. 2 erläutert Betriebsvorgänge eines Verfahrens zum Steuern einer Fluglage eines Luftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Betriebsvorgänge von Fig. 2 können unter Verwendung des in Fig. 1 gezeigten Systems ausgeführt werden, jedoch ist Fig. 2 nicht darauf beschränkt.
In einem ersten Betriebsvorgang 201 wird Identifikationsinformation erfasst. Diese Identifikationsinformation kann durch ein Identifikationsmodul erfasst werden, wie beispielsweise das Identifikationsmodul 102 von Fig. 1, das integriert in einer Steuereingabevorrichtung zum Steuern einer Fluglage eines Luftfahrzeugs basierend auf manuell eingegebener Navigationsinformation ausgebildet ist. Wie oben erwähnt, kann die Identifikationsinformation Fingerabdruckinformation, biometrische Handflächeninformation, Finger- Geometrieinformation und/oder Handgeometrieinformation enthalten. Darüber hinaus, oder alternativ dazu, kann das Identifikationsmodul physiologische Information erfassen, einschließlich Blutzirkulation und/oder eine Körpertemperatur.
In einem Betriebsvorgang 202 verifiziert ein Sicherheitsmodul, wie beispielsweise das Sicherheitsmodul 103 von Fig. 1, eine Identität eines autorisierten Piloten, unter Verwendung der empfangenen Identifikationsinformation.
Beispielsweise kann die empfangene geometrische Information mit einer Datenbank geometrischer Information von mindestens einem autorisierten Pilot verglichen werden, erhalten zu einem früheren Zeitpunkt, wie oben erwähnt.
Darüber hinaus kann das Sicherheitsmodul dazu ausgebildet sein, auf andere Datenbanken zuzugreifen, die Identifikationsinformation für weitere Personen halten, z. B. Personen, die Kontakt zu beispielsweise terroristischen Gruppen halten. Dieses könnten Datenbanken von Polizeiinstitutionen oder ähnlichem sein, die außerhalb des Luftfahrzeugs angeordnet sind. Somit könnte nicht nur erfasst werden, ob ein autorisierter Pilot das Luftfahrzeug fliegt, darüber hinaus ist es auch möglich, eine unautorisierte Person zu identifizieren, die versucht, das Luftfahrzeug zu fliegen. Eine Datenbank mit Identitätsinformation von autorisierten Piloten und/oder unautorisierten Individuen kann an Bord des Luftfahrzeugs gespeichert sein, oder es kann darauf an einer Bodenstation zugegriffen werden, oder beides.
Zusätzlich zur biometrischen Information, wie oben erwähnt, kann das Sicherheitsmodul physiologische Information erfassen. Die physiologische Information erlaubt es, weiter zu verifizieren, dass ein autorisierter Pilot das Luftfahrzeug fliegt, z. B. durch Verlangen, dass die Blutzirkulation oder Körpertemperatur innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt. Falls eine Körpertemperatur und/oder Blutzirkulation oder beliebige andere physiologische Information als außerhalb eines vorgegebenen Bereichs erfasst wird, währe eine Verifikationsprozedur negativ, d. h. es würde festgestellt werden, dass eine unautorisierte Person das Luftfahrzeug fliegt.
Bereiche der obigen physiologischen Information können individuell in Übereinstimmung mit mindestens einem autorisierten Pilot eingestellt sein, oder können global vorgegeben sein.
In einem Betriebsvorgang 203 wird beurteilt, ob ein autorisierter Pilot das Luftfahrzeug fliegt, oder versucht, es zu fliegen. Falls im Betriebsvorgang 203 die Entscheidung ja ist, kehrt der Ablauf der Betriebsvorgänge zum Betriebsvorgang 201 zurück, um Identifikationsinformation zu erfassen.
Falls in einem Betriebsvorgang 203 die Entscheidung nein ist, was anzeigt, dass eine nicht autorisierte Person das Luftfahrzeug fliegt oder versucht, es zu fliegen, wird in einem Betriebsvorgang 204 die Steuereingabevorrichtung gesperrt, wie oben erwähnt. Weiter zu einem Sperren der Eingabevorrichtung können beliebige andere Komponenten für eine Flugsteuerung gesperrt werden.
Die obig ausgeführten Betriebsvorgänge des vorliegenden Ausführungsbeispiels erlauben eine Erhöhung einer Sicherheit in einem Cockpit, in dem verhindert wird, dass unautorisierte Personen das Fahrzeug fliegen.
Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anmeldung mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben.
Fig. 3 zeigt Elemente einer Flugsteuerinformationseingabevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zeigt insbesondere einen Sidestick (seitlicher Steuerknüppel), der mit einer Fingerabdruckerkennungsvorrichtung für ein Fly-by-Wire System ausgestattet ist.
Der Sidestick umfasst einen Schaftabschnitt 301, der ergonomisch für einen sicheren Steuerbetrieb geformt sein kann. Der Sidestick ist auf einer Fläche 302 befestigt, z. B. in einem Cockpit vor einem Pilot oder Kopiloten sitzt. Darüber hinaus weist der Sidestick einen oberen Abschnitt 303 auf, der ebenso ergonomisch für einen sicheren Steuerbetrieb ausgebildet sein kann. Der obere Abschnitt kann so ausgebildet sein, dass während eines normalen Betriebs ein Daumen einer rechten Hand eines den Sidestick kontrollierenden Piloten auf dem oberen Abschnitt ruht.
Weiter ist eine Fingerabdruckerfassungsvorrichtung 304 in dem Schaftabschnitt 301 des Sidestick angeordnet. Die Fingerabdruckerfassungsvorrichtung 304 kann ein Sensor sein, und kann integriert in den Schaftabschnitt 301 des Sidestick ausgebildet sein. Elektrische Verbindungen des Sensors können innerhalb des Sidestick angeordnet sein, und können durch den Schaftabschnitt 301 zur Ebene 302 führen, um mit einem Sicherheitsmodul verbunden zu werden, wie beispielsweise dem Sicherheitsmodul 103, in Fig. 1 gezeigt. Jedoch kann eine beliebige andere Einrichtung zum Übermitteln von Information von der Fingerabdruckerfassungsvorrichtung verwendet werden. Da die Fingerabdruckerfassungsvorrichtung 304 in dem Schaftabschnitt angeordnet ist, muss der Pilot keine zusätzlichen Handlungen für eine Identifikationsprozedur durchführen, da die Finger normalerweise innerhalb eines Bereichs der Fingerabdruckerfassungsvorrichtung 304 ruhen.
Die Fingerabdruckerfassungsvorrichtung kann weiter dazu ausgebildet sein, Fingerabdruckinformation von einem beliebigen der Finger einer den Sidestick haltenden Hand zu erfassen. Weiter kann die Fingerabdruckerfassungsvorrichtung eine Vielzahl von Modulen enthalten, um Linienmuster in einer Vielzahl von Fingern zu erfassen. Beispiele von weiteren Positionen der Fingerabdruckerfassungsvorrichtung oder von Modulen der Fingerabdruckerfassungsvorrichtung sind bei 305 und 306 gezeigt.
Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit bezug auf Fig. 4 beschrieben.
Fig. 4 zeigt eine Fingerabdruckerfassungsvorrichtung einer Flugsteuerinformationseingabevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die in Fig. 4 gezeigte Fingerabdruckerfassungsvorrichtung kann integriert in einem Schaftabschnitt des in Fig. 3 gezeigten Sidestick ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die Fingerabdruckerfassungsvorrichtung an einer beliebigen anderen Stelle angeordnet ist, beispielsweise in einem oberen Bereich eines Sidestick, wie beispielsweise dem Schaftabschnitt 301, der in Fig. 3 gezeigt ist.
Die Fingerabdruckerfassungsvorrichtung von Fig. 4 umfasst eine Sensormatrix 401, einen Ansteuerring 402 und elektrische Verbinder 403.
Die Sensormatrix 401 zum Erfassen von Linien eines Fingers erlaubt es, ein Individuum eindeutig zu erfassen. Die Sensormatrix kann so aufgebaut sein, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Der Ansteuerring 402 ist vorzugsweise mit der Sensormatrix verbunden, um es zu erlauben, dass Fingerabdruckinformation von einem beliebigen Ort auf der Sensormatrix erhalten wird. Die elektrischen Verbinder 403, mit dem Ansteuerring verbunden, erlauben ein Auslesen eines Erfassungssignals, das einen Finger in Kontakt mit der Sensormatrix 401 repräsentiert.
Bei einem Betrieb werden Fingerlinien eines Fingers oder eines Handabschnitts in Kontakt mit der Sensormatrix 401 erfasst, und das erfasste Linienmuster repräsentierende Signale werden durch den Ansteuerring 402 und die elektrischen Verbindet 403 beispielsweise zu einem Sicherheitsmodul geliefert. Weiter kann biometrische Information wie beispielsweise Fingergröße, oder physiologische Information, wie beispielsweise Blutzirkulation oder eine Körpertemperatur weiter durch die Sensormatrix erfasst werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass die in Fig. 4 gezeigte Fingerabdruckerfassungsvorrichtung lediglich ein Beispiel darstellt, eine beliebige andere Fingerabdruckerfassungsvorrichtung, im Stand der Technik bekannt, kann verwendet werden.
Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anmeldung mit Bezug auf Fig. 5 erläutert.
Fig. 5 zeigt einen Sidestick für eine Flugsteuerinformationseingabevorrichtung eines Fly-by-Wire Systems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ähnlich zu dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 umfasst der in Fig. 5 gezeigte Sidestick einen Schaftabschnitt 501, und der Sidestick ist auf einer Fläche 502 befestigt, wie beispielsweise eine Steuerfläche vor einem Piloten oder Copiloten sitzt. Weiter umfasst der Sidestick einen oberen Bereich 503.
Das mit Bezug auf Fig. 5 erläuterte Ausführungsbeispiel zum Erlangen von biometrischer Hand oder Handflächeninformation einer Person, die den Sidestick bedient. Eine entsprechende Handflächen- oder Handerkennungsvorrichtung 504 ist daher in dem Schaftbereich 501 des Sidestick angeordnet. Während die Hand- oder Handflächenerfassungsvorrichtung 504 als einen großen Abschnitt des Schafts 501 abdeckend gezeigt ist, ist jede andere Position, Größe oder Form der Hand- oder Handflächenerfassungsvorrichtung 504 möglich. Weiter könnte eine Vielzahl von individuellen Erfassungselementen bereitgestellt werden.
Die Hand- oder Handflächenerfassungsvorrichtung oder die Elemente davon sind vorzugsweise an einem Ort oder Orten in Kontakt mit der Handfläche oder Hand einer Person während eines normalen Flugbetriebs des Luftfahrzeugs. Somit, wie oben mit bezug auf Fig. 3 erwähnt, sind keine weiteren Aktionen für eine Identifikation erforderlich.
Die Hand- oder Handflächenerfassungsvorrichtung 504 kann mit einem Sicherheitsmodul verbunden sein, wie beispielsweise dem Sicherheitsmodul 103, das in Fig. 1 gezeigt ist, mittels elektrischer Verbindungen oder beliebiger anderer Arten von Einrichtungen zum Übermitteln von Informationen.
Die in Fig. 3 und Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiele veranschaulichen Beispiele einer Steuereingabevorrichtung, die für ein Fly-by-Wire System verwendet wird. Ein Fly-by- Wire System umfasst eine vollelektronische Flugsteuerung. Durch eine Bewegung des Sidesticks in verschiedenen Richtungen eingegebenen Steuerinformation kann durch einen Flugsteuercomputer in Ansteuerinformation zum Ansteuern von Rudern oder anderen Komponenten für eine Flugsteuerung übersetzt werden.
Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf Fig. 6 beschrieben.
Fig. 6 zeigt ein Steuerrad einer Steuersäule für ein mechanisches oder elektrisch-mechanisches System für eine Flugsteuerung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Anmeldung. Mechanische oder elektro-mechanische Systeme für eine Flugsteuerung enthalten allgemein eine teilweise oder vollständig mechanische Übertragung von Navigationsinformation zu den verschiedenen Steuerkomponenten für eine Flugsteuerung.
In einem mechanischen System ist das Steuerrad, z. B. auf einer Steuersäule montiert, über mechanische Verbindungen direkt mit Steueroberflächen wie Rudern, Querrudern, Höhenruder etc. verbunden.
In einem mechanisch-elektrischen System wird durch das Steuerrad, beispielsweise mit einer Steuersäule verbunden, eingegebenen Steuerinformation mechanisch zu einem Steuercomputer übermittelt, über eine mechanische Verbindung. Beliebige Steuerinformation wird dann in Ansteuersignale für ein Antreiben von Stellern von Komponenten für eine Flugsteuerung übersetzt.
Fig. 6 zeigt ein Steuerrad, dass allgemein durch ein Bezugszeichen 601 bezeichnet ist. Das Rad kann durch einen Piloten am linken Bereich und am rechten Bereich gehalten werden, und kann in verschiedene Richtungen bewegt werden.
Weiter zeigt Fig. 6 eine Fingerabdruckerfassungsvorrichtung 602, die an dem rechtsseitigen Schaft oder Erweiterung des Steuerrads angeordnet ist. Da während einer Flugsteuerung eine Pilotenhand normalerweise an dem rechten Abschnitt des Steuerrads 601 ruht, kann der Daumen oder ein beliebiger anderer Finger der Hand des Piloten in Kontakt mit der Fingerabdruckerfassungsvorrichtung 601 sein.
Wie vorhergehend mit bezug auf die vorhergehende Ausführungsbeispiele erläutert, kann die Fingerabdruckerfassungsvorrichtung 602 mit einem Sicherheitsmodul zum Übermitteln von erfasster Identifikationsinformation verbunden sein.
Während die Fingerabdruckerfassungsvorrichtung 602 des in Fig. 6 gezeigten Beispiels in einem Fortsatz des Steuerrads angeordnet ist, kann sie auch an einem beliebigen anderen Ort für ein Erlangen von biometrischer Identifikationsinformation angeordnet sein. Weiter kann die Fingerabdruckerfassungsvorrichtung 602 eine Vielzahl von Modulen enthalten, die an unterschiedlichen Orten des Steuerrads angeordnet sind.
Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anmeldung mit Bezug auf die Fig. 7 beschrieben. Fig. 7 zeigt weiter ein Steuerrad eines mechanischen oder elektro- mechanischen Flugsteuersystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Anmeldung.
Das Ausführungsbeispiel von Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Hand- oder Handflächenerkennung zum Verifizieren der Identität eines autorisierten Piloten. In Fig. 7 ist das Steuerrad einer Steuersäule allgemein mit einem Bezugszeichen 701 bezeichnet, und eine Hand- oder Handflächenerfassungsvorrichtung 702 ist an der rechtsseitigen Erweiterung des Steuerrads angeordnet. Da an dieser Position normalerweise eine Pilotenhand ruht, kann Hand- oder Handflächeninformation bequem erfasst werden, ohne weitere Aktion oder Interaktion mit dem Piloten.
Wie zuvor kann die Hand oder Handflächenerfassungsvorrichtung 702 durch eine Anzahl Elementen gebildet sein, die an ergonomisch richtigen Positionen angeordnet sind.
Zusätzlich zu den in Fig. 3 bis 7 gezeigten Erfassungsvorrichtungen können weitere Sensoren oder Informationserfassungsvorrichtungen mit dem Sidestick oder Steuerrad gekoppelt sein. Beispielsweise können Sensoren zum Erfassen von weiterer biometrischer Information bereitgestellt sein, wie vorhergehend erwähnt, zum Erlangen beliebiger anderer Art von physiologischer Information, einschließlich Körpertemperatur und Blutzirkulation.
Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anmeldung mit bezug auf Fig. 8 beschrieben.
Fig. 8 zeigt Elemente einer Flugsteuerinformationseingabevorrichtung für ein Fly-by-Wire System gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Anmeldung.
Fig. 8 zeigt einen Sidestick 101, wie beispielsweise die Ausführungsbeispiele des Sidesticks, die mit Bezug auf Fig. 3 oder 5 ausgeführt sind.
Es wird darauf hingewiesen, dass ein Sidestick auch mit einer Vielzahl von Sensoren für eine Fingerabdruckerfassung und für eine Erfassung von biometrischer Hand- oder Handflächeninformation ausgestattet sein kann.
Der Sidestick 101 ist mit einem Flugcomputer 102 gekoppelt, z. B. einem Flugcomputer zum Steuern einer Fluglage des Luftfahrzeugs basierend auf Navigationsinformation, die durch eine Bewegung des Sidesticks in verschiedene Richtungen eingegeben wird.
Der Flugcomputer ist vorzugsweise dazu angeordnet, die empfangene Navigationsinformation zu verarbeiten, und geeignete Ansteuersignale für verschiedene Steuervorrichtungen für eine Flugsteuerung zu erzeugen, wie beispielsweise ein Ruder 103, in Fig. 8 gezeigt.
Weiter zeigt Fig. 8 ein Identifikationsmodul 804, das mit dem Sidestick 108 gekoppelt ist. Das Identifikationsmodul 804 kann ein beliebiges Modul zum Erfassen von biometrischer und/oder physiologischer Information sein, wie oben erwähnt.
Das Identifikationsmodul ist mit einem Sicherheitsmodul 105 zum Empfangen der Identifikationsinformation verbunden, erhalten von dem Identifikationsmodul. Das Sicherheitsmodul 105 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, eine Verifikationsprozedur zum Verifizieren der Identität eines autorisierten Piloten durchzuführen. Eine Identifikationsinformation eines unautorisierten Piloten kann vorab gespeichert sein, z. B. während einer Vor-Flugprozedur. Darüber hinaus kann das Sicherheitsmodul Zugriff auf weitere Identifikationsinformation einer großen Anzahl von Individuen haben, um in der Lage zu sein, eine Identität einer unautorisierten Person zu bestimmen, die versucht, das Luftfahrzeug zu fliegen.
Falls das Sicherheitsmodul nicht die Identität des Piloten verifizieren kann, z. B. feststellt, dass eine unautorisierte Person das Luftfahrzeug fliegt, oder versucht es zu fliegen, oder dass der Pilot nicht in der Lage ist, das Luftfahrzeug gemäß seinem eigenen Willen zu fliegen, z. B. falls physiologische Information nahe legt, dass der Pilot bewusstlos oder ähnliches ist, sollte das Sicherheitsmodul ein Sperrsignal zum Flugcomputer 802 senden. Dieses Sperrsignal sperrt vorzugsweise den Sidestick 801, d. h. er kann nicht weiter für ein Steuern des Luftfahrzeug verwendet werden. Zusätzlich könnten weitere Komponenten für eine Flugsteuerung gesperrt werden, wie oben erwähnt.
Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anmeldung mit Bezug auf Fig. 9 beschrieben.
Fig. 9 veranschaulicht Elemente für eine Flugsteuerinformationseingabevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Anmeldung und führt insbesondere Komponenten eines elektrisch-mechanischen Flugsteuersystems aus.
Fig. 9 veranschaulicht ein Steuerrad einer Steuersäule 901 eines elektromechanischen Steuersystems, wie beispielsweise das Steuerrad, das mit Bezug auf Fig. 6 und Fig. 7 ausgeführt ist.
Das Steuerrad 901 ist mit einer mechanisch-elektrischen Schnittstelle 902 verbunden. Die Verbindung wird vorzugsweise mit einer mechanischen Verbindung erzielt. Die mechanisch- elektrische Schnittstelle wandelt die mechanische Navigationseingabeinformation von dem Steuerrad in elektrische Steuersignale um, die zu einem Flugcomputer 903 übermittelt werden.
Der Flugcomputer kann dann dazu angeordnet sein, das elektrische Steuersignal in Ansteuersignale zum Ansteuern von Steuerkomponenten zum Einstellen einer Fluglage zu übersetzen, wie beispielsweise eine Steuerfläche, die bei einem Bezugszeichen 904 gezeigt ist.
Zusätzlich zu den Steuersignalen von dem Steuerrad kann der Flugcomputer weitere Information für eine Flugsteuerung empfangen und verarbeiten, wie im Stand der Technik bekannt.
Weiter zeigt Fig. 9 ein Identifikationsmodul 905, das mit dem Steuerrad 901 gekoppelt ist. Das Identifikationsmodul 905 kann ein beliebiger Sensor zum Erfassen von biometrischer und/oder physiologischer Information sein, wie oben erwähnt.
Weiter ist das Identifikationsmodul 905 mit einem Sicherheitsmodul 906 verbunden, z. B. durch elektrische Einrichtungen oder eine beliebige andere Verbindung.
Das Sicherheitsmodul 906 kann eine beliebige Funktionalität haben, wie mit bezug auf vorhergehende Ausführungsbeispiele ausgeführt. Falls das Sicherheitsmodul die Identität eines autorisierten Piloten nicht verifizieren kann, basierend auf der empfangenen biometrischen und/oder physiologischen Information, wird das Sicherheitsmodul ein Sperrsignal zum Flugcomputer 903 ausgeben.
Bei Empfang des Sperrsignals wird der Flugcomputer vorzugsweise die Funktion des Steuerrads 901 und/oder einer beliebigen anderen Steuerkomponente für eine Flugsteuerung sperren, wie oben erwähnt.
Bei dem mit Bezug auf Fig. 8 und 9 beschriebenen Ausführungsbeispiel kann bei einem Empfang eines Sperrsignals von dem Sicherheitsmodul der Flugcomputer, d. h. der Flugcomputer 802 von Fig. 8 und der Flugcomputer 903 von Fig. 9, eine Flugsteuerung zu einem Autopiloten übergeben, was eine weitere Interaktion vom Cockpit verhindert. Weiter kann der Flugcomputer eine Flugsteuerung zu einer Bodenstation übergeben, wie vorhergehend erwähnt.
Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anmeldung mit Bezug auf Fig. 10 beschrieben.
Fig. 10 beschreibt einen Betrieb zum Steuern einer Fluglage eines Luftfahrzeugs gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiel der Anmeldung, und erläutert insbesondere eine Prozedur zum Verifizieren der Identität eines autorisierten Piloten und Betriebsvorgänge zum Übergeben einer Kontrolle zu einem Autopiloten oder Bodenkontrollstation.
Der in Fig. 10 gezeigte Betrieb kann durch eine beliebige der mit Bezug auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele erläuterten Vorrichtungen durchgeführt werden, jedoch ist Fig. 10 nicht darauf beschränkt.
Weiter, während eine bestimmte Sequenz von Betriebsvorgängen in Fig. 10 gezeigt ist, können einige Betriebsvorgänge nur optional ausgeführt werden, d. h. weitere Ausführungsbeispiele müssen nicht alle in Fig. 10 gezeigten Betriebsvorgänge enthalten.
In einem ersten Betriebsvorgang 1001 wird biometrische und/oder physiologische Information von mindestens einem autorisierten Pilot erfasst und während einer Vor- Flugprozedur gespeichert. Die Vor-Flugprozedur kann eine beliebige Identifikationsprozedur sein, die vor einem Start des Luftfahrzeugs durchgeführt wird, z. B. kann sie während einer Überprüfung ausgeführt werden, die normalerweise durch Piloten durchgeführt wird.
Die Erfassungsprozedur kann umfassen, den Piloten und/oder Co-Piloten aufzufordern, die Identifikationsinformation einzugeben, durch Inkontaktbringen von jeweiligen Teilen der Hand, Handfläche oder Fingern mit einem Identifikationsmodul. Das Identifikationsmodul kann ausgebildet sein, wie dies mit Bezug auf vorhergehende Ausführungsbeispiele ausgeführt wurde.
Alternativ dazu könnten Piloten Identifikationsinformationen mittels anderer Einrichtungen eingeben, z. B. Sprach- oder optische Einrichtungen, falls das Identifikationsmodul weitere Sensoren für optische und/oder Spracherkennung enthält.
Darüber hinaus könnten Piloten einen persönlichen Identifikationscode mittels einer Tastatur eingeben, falls persönliche Identifikationsinformationen der Piloten bereits zu einem vorhergehenden Zeitpunkt gespeichert wurden, und in einer Datenbank zugänglich ist. Darüber hinaus könnte ein Identifikationscode durch eine Bodenstation bereitgestellt werden, die einen Flugplan und zugeordnete Piloten kennt.
In einem Betriebsvorgang 1002 wird eine Verifikation der Identität mindestens eines autorisierten Piloten angefordert. Allgemein kann diese Verifikation der Identität zu einem beliebigen Zeitpunkt angefordert werden, vor oder nach einem Abheben. Darüber hinaus kann eine Verifikation der Identität eines Piloten und/oder eines Co-Piloten angefordert werden.
Die Verifikationsanforderung kann beispielsweise durch ein Sicherheitsmodul ausgegeben werden, wie mit Bezug auf vorhergehende Ausführungsbeispiele erwähnt, bei Erfassung einer Anweisung zum Ausschalten eines Autopiloten und Erfassung einer manuellen Bedienung einer Steuereingabevorrichtung, wie beispielsweise ein Steuerknüppel oder Steuerrad des vorhergehenden Ausführungsbeispiels. In diesem Fall könnte das Sicherheitsmodul ein optisches, akustisches oder beliebiges anderes Anforderungssignal ausgeben, um eine Identifikation anzufordern.
Alternativ könnte eine Identitätsverifikation ausgeführt werden, falls, nach einem Ausschalten eines Autopiloten, die Steuereingabevorrichtung manuell betrieben wird. In diesem Fall ist kein Auffordern des Piloten notwendig.
Weiter kann eine Verifikation der Identität des autorisierten Piloten nach einem Ablauf einer vorgegebenen Zeitperiode angefordert werden, z. B. einem Ablauf von einer 30 minütigen Zeitperiode.
Alternativ könnte die Identifikationsverifikation kontinuierlich während eines manuellen Betriebs der Steuereingabevorrichtung während einer manuellen Steuerung durchgeführt werden.
Falls in Betriebsvorgang 1002 eine korrekte Identität nicht festgestellt werden kann, um einen falschen Alarm zu verhindern, könnte der Pilot aufgefordert werden, weiter Identifikationsinformationen einzugeben. Beispielsweise könnte der Pilot aufgefordert werden, einen bestimmten Sicherheitscode einzugeben, oder könnte einer weiteren Identifikationsprozedur unterzogen werden, eine Kamera für eine Gesichtserkennung und/oder eine Erkennung eines Augenmusters umfassen.
Darüber hinaus könnte eine Autorisierungsverifikationsprozedur mit einer Bodenkontrollstation initiiert werden.
In einem Betriebsvorgang 1003 wird beurteilt, ob der Pilot autorisiert ist. Falls im Betriebsvorgang 1003 die Entscheidung ja ist, was anzeigt, dass die Identifikationsverifikationsprozedur erfolgreich war, kehrt der Ablauf von Betriebsvorgängen zum Betriebsvorgang 1002 zurück.
Falls in Betriebsvorgang 1003 die Entscheidung nein ist, was anzeigt, dass das System feststellt, dass der Pilot nicht autorisiert ist, wird in einem Betriebsvorgang 1004 die Steuereingabevorrichtung gesperrt, wie mit Bezug auf vorhergehende Ausführungsbeispiele erläutert. Darüber hinaus könnten weitere Steuerkomponenten für eine Flugsteuerung auch gesperrt werden.
Nach einem Sperren der Steuereingabevorrichtung und möglicherweise anderer Steuerausrüstung, um einen gesteuerten Flug aufrecht zu erhalten, kann das Sicherheitsmodul eine Steuerung der Fluglage des Luftfahrzeugs einem Autopiloten und/oder einer Bodenkontrollstation übergeben. Beispielsweise kann ein Autopilot vorab programmiert sein, um das Luftfahrzeug in diesem Fall auf einer sicheren Landebahn zu landen. Weiter kann eine Bodenkontrollstation in die Lage versetzt werden, den Autopiloten umzuprogrammieren, oder das Luftfahrzeug zu einer sicheren Landebahn zu fliegen.
In der vorliegenden Situation kann eine weiterer Einfluss auf die Fluglage des Luftfahrzeugs nicht mehr von irgendjemandem im Cockpit oder Luftfahrzeug durchgeführt werden. Nach einer negativen Identifikationsverifikation wäre nicht einmal der Pilot in der Lage, das Luftfahrzeug zu fliegen.
Um eine Kontrolle über das Luftfahrzeug zu einem autorisierten Piloten zurückzugeben, ist in einem weiteren Beispiel, wie in einem optionalen Betriebsvorgang 1006 gezeigt, das Sicherheitsmodul dazu ausgebildet, nach einer Sperrung der Steuereingabevorrichtung, die Steuereingabevorrichtung wieder freizugeben, aufgrund einer Autorisierungsprozedur, die mindestens einen autorisierten Piloten einbezieht. Eine weitere Autorisierungsprozedur ist implementiert, um zu bestimmen, ob ein autorisierter Pilot beispielsweise eine Kontrolle über das Luftfahrzeug wiedergewonnen hat. Diese Identifikationsverifikationsprozedur könnte ausgeführt werden unter Verwendung des Identifikationsmoduls und Sicherheitsmoduls und Betriebsvorgängen, wie diese mit Bezug auf vorhergehende Ausführungsbeispiele aufgeführt wurden. Weiter könnte in diesem Falle die Identifikationsprozedur unter Einbeziehung einer weiteren Befragung des Piloten von einer Bodenkontrollstation oder beliebigen anderen Einrichtung enthalten, um sicher festzustellen, dass ein autorisierter Pilot das Luftfahrzeug fliegt.
Darüber hinaus könnte das Sicherheitsmodul dazu ausgebildet sein, zu einem beliebigen Zeitpunkt ein Vorrangsignal von einer Bodenkontrollstation zu empfangen, eine Kontrolle über das Luftfahrzeug der Bodenstation zu übergeben. Das Vorrangsignal erlaubt es, Steuerkomponenten an dem Luftfahrzeug zu sperren, z. B. falls eine beliebige der oben beschriebenen Komponenten ausfällt. Das Vorrangsignal wird das Sicherheitsmodul anweisen, die Kontrolle der Bodenstation zu übergeben, ungeachtet einer durchgeführten Autorisations- oder Verifikationsprozedur.

Claims

1. Flugsteuereinheit, umfassend
eine Steuereingabevorrichtung zum Steuern einer Fluglage eines Luftfahrzeugs basierend auf empfangener Navigationsinformation;
ein Identifikationsmodul, integriert mit der Steuereingabevorrichtung ausgebildet, zum Erfassen von Identifikationsinformation; und
wobei das Identifikationsmodul dazu ausgebildet ist, die Identifikationsinformation zu einem Sicherheitsmodul zu übertragen, um eine Identität eines autorisierten Piloten zu verifizieren, und um die Steuereingabevorrichtung zu sperren, falls die Identität des autorisierten Piloten nicht verifiziert werden kann.

2. Flugsteuereinheit nach Anspruch 1, wobei das Identifikationsmodul dazu angeordnet ist, biometrische Information einer Hand eines Individuums zu erfassen, das die Steuereingabevorrichtung bedient.

3. Flugsteuereinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die biometrische Information mindestens ein Element der folgenden Gruppe enthält:
Fingerabdruckinformation;
biometrische Handflächeninformation;
Fingergeometrieinformation; und
Handgeometrieinformation.

4. Flugsteuereinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, wobei das Identifikationsmodul dazu ausgebildet ist, physiologische Information eines Individuums zu erfassen, das die Steuereingabevorrichtung bedient, einschließlich mindestens eines Elements der folgenden Gruppe:
Blutzirkulationsinformation; und
eine Körpertemperatur.

5. Flugsteuereinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, wobei die Steuereingabevorrichtung entweder ein Sidestick (seitlicher Steuerknüppel) für eine fly-by-wire Fluglagensteuerung oder ein Steuerrad für eine mechanischelektrische Fluglagensteuerung ist.

6. Flugsteuereinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, wobei das Identifikationsmodul an einem Schaftabschnitt der Steuereingabevorrichtung angeordnet ist, in Kontakt mit Abschnitte einer Hand während eines normalen manuellen Steuerbetriebs.

7. Flugsteuereinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, wobei das Identifikationsmodul dazu ausgebildet ist, biometrische und/oder physiologische Information von mindestens einem autorisierten Piloten während einer Vor- Flugprozedur zu erfassen und eine Speicherung zu bewirken.

8. Flugsteuereinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, wobei das Sicherheitsmodul dazu ausgebildet ist, eine Verifikation der Identität von mindestens einem autorisierten Piloten anzufordern, bei Vorliegen mindestens eines Elements der folgenden Gruppe:
Erfassung einer Anweisung zum Ausschalten eines Autopiloten und Erfassen eines manuellen Betriebs der Steuereingabevorrichtung; und
Ablauf einer vorgegebenen Zeitperiode.

9. Flugsteuereinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1-8, wobei das Sicherheitsmodul dazu ausgebildet ist, eine Steuerung der Fluglage einem Autopiloten und/oder einer Bodenkontrollstation zu übergeben, falls die Identität des autorisierten Piloten nicht verifiziert werden kann.

10. Flugsteuereinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1-9, wobei das Sicherheitsmodul dazu ausgebildet ist, nach einer Sperrung der Steuereingabevorrichtung, die Steuereingabevorrichtung nur aufgrund einer Autorisierungsprozedur freizugeben, die mindestens einen autorisierten Piloten einbezieht.

11. Flugsteuereinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1-10, wobei das Sicherheitsmodul dazu ausgebildet ist, ein Vorrangsignal von einer Bodenkontrollstation zu empfangen, um eine Kontrolle über die Fluglage zu der Bodenkontrollstation zu übergeben.

12. Verfahren zum Steuern einer Fluglage des Luftfahrzeugs, umfassend:
Bereitstellen eines Identifikationsmoduls, integriert mit einer Steuereingabevorrichtung ausgebildet, zum Steuern einer Fluglage eines Luftfahrzeugs basierend auf empfangener Navigationsinformation;
Erfassen einer Identifikationsinformation und verifizieren einer Identität des autorisierten Piloten; und
Sperren der Steuereingabevorrichtung, falls die Identität des autorisierten Piloten nicht verifiziert werden kann.

13. Verfahren nach Anspruch 12, einschließlich einem Erfassen von biometrischer Information einer Hand eines Individuums, dass die Steuereingabevorrichtung bedient.

14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 12 und 13, wobei die biometrische Information mindestens ein Element der folgenden Gruppe enthält:
Fingerabdruckinformation;
biometrische Handflächeninformation;
Fingergeometrieinformation; und
Handgeometrieinformation.

15. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 12-14, einschließlich einer Erfassung von physiologischer Information eines Individuums, das die Steuereingabevorrichtung bedient, einschließlich mindestens eines Elements der folgenden Gruppe:
Blutzirkulationsinformation; und
Körpertemperatur.

16. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 12-15, wobei die Steuereingabevorrichtung ein Sidestick für eine fly-by-wire Fluglagensteuerung und/oder ein Steuerrad für eine mechanisch-elektrische Fluglagensteuerung ist.

17. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 12-16, einschließlich einer Anordnung des Identifikationsmoduls auf einem Schaftabschnitt der Steuereingabevorrichtung in Kontakt mit Abschnitten einer Hand während eines manuellen Steuerbetriebs.

18. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 12-17, einschließlich eines Erfassens und Speichern von biometrischer und/oder physiologischer Information mindestens eines autorisierten Piloten während einer Vor-Flugprozedur.

19. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 12-18, einschließlich einem Anfordern einer Verifikation der Identität von mindestens einem autorisierten Pilot bei Zutreffen mindestens eines Elements der folgenden Gruppe:
Erfassen einer Anweisung zum Ausschalten eines Autopiloten und Erfassen eines manuellen Betriebs der Steuereingabevorrichtung; und
Ablaufen einer vorgegebenen Zeitperiode.

20. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 12-19, einschließlich einer Übergabe einer Kontrolle der Fluglage zu einem Autopiloten und/oder einer Bodenkontrollstation, falls die Identität des autorisierten Piloten nicht verifiziert werden kann.

21. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 12-20, einschließlich, nach einem Sperren der Steuereingabevorrichtung, Freigeben der . Steuereingabevorrichtung nur nach einer Autorisierungsprozedur, die mindestens einen autorisierten Piloten einbezieht.

22. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 12-21, einschließlich einem Empfangen eines Vorrangsignals von einer Bodenkontrollstation, eine Kontrolle der Fluglage zu der Bodenkontrollstation zu übergeben.