DE102007014878A1 - Method for all-around collision warning for helicopters - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum rundum Erkennen von Hindernissen innerhalb des Bewegungsraumes eines Hubschraubers unter Verwendung von dem Hubschrauber zugeordneten Radar- und Laser- und/oder Ultraschall-Sensoren, wobei die Reichweiten der zur Anwendung gelangenden Sensoren in Abhängigkeit des zu überwachenden Bewegungsraumes und der Installationsorte der Sensoren am Hubschrauber gewählt werden und den Sensoren vorbestimmte, auf den Abtastraum bezogene Abtastbewegungen aufgeprägt werden und alle durch Reflexionen erhaltenen Messsignale der Sensoren mit ihren absoluten Positionen nach individueller nach Abtasträumen geordneter Signalauswertung jeweils hinsichtlich Entfernung und Richtung gemeinsam, auf die Position des Hubschraubers bezogen, als empfangenes Reflexionsfeld einer gemeinsamen Datenbank zugeführt werden zwecks Fusion aller Reflexionsfelder und Vergleich mit in der Datenbank gespeicherten Mustern, wobei mittels nachfolgender algorithmischer Auswertung die Gesamtsituation des zu überwachenden Bewegungsraumes ermittelt und im Cockpit des Hubschraubers als Gesamtbild zur Anzeige gebracht wird, vgl. Fig. 4.The invention relates to a method for detecting all obstacles within the range of motion of a helicopter using radar and laser and / or ultrasound sensors assigned to the helicopter, the ranges of the sensors used being dependent on the movement space to be monitored and the installation locations the sensors are selected on the helicopter and the sensors predetermined, on the sample space related scanning movements are impressed and all received by reflections measuring signals of the sensors with their absolute positions according to individual ordered by Abtasträumen signal evaluation in each case with respect to distance and direction together, based on the position of the helicopter be supplied as a received reflection field of a common database for the purpose of fusion of all reflection fields and comparison with stored in the database patterns, by means of subsequent algorithmic evaluation Ges determined in the office situation of the movement space to be monitored and in the cockpit of the helicopter is displayed as an overall image, see. Fig. 4.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rundum-Erkennen von Hindernissen innerhalb des Bewegungsraumes eines Hubschraubers unter Verwendung von, dem Hubschrauber zugeordneten, aktiven Radar- und/oder Laser-Sensoren und/oder Infrarot- oder Ultraschall-Sensoren.The The invention relates to a method for all-around detection of obstacles inside the travel space of a helicopter using from, associated with the helicopter, active radar and / or laser sensors and / or infrared or ultrasonic sensors.
Es ist bekannt, mit einem abtastenden Radar- oder Laserstrahl von einem Hubschrauber aus Hindernisse zu erkennen sowie Abstände zum Boden mit einem Radarhöhenmesser zu bestimmen. Hinderniserkennungssysteme, die auf Lasertechnik basieren, sind hinsichtlich der Erkennung kleiner Objekte befriedigend, insbesondere aber stark wetterabhängig bezüglich ihrer Detektionsschritte. Radarsysteme zeichnen sich umgekehrt durch eine große Wetterrobustheit, aber geringer Auflösung aus.It is known with a scanning radar or laser beam from one Helicopters to detect obstacles and distances to the Ground with a radar altimeter to determine. Obstacle detection systems based on laser technology, are satisfactory in terms of recognizing small objects, in particular but strongly weather dependent in terms of their detection steps. Radar systems are reversed a great weather robustness, but low resolution out.
Hubschrauber sind regelmäßig der Gefahr der Kollision mit Objekten am Boden, insbesondere während Start, Landung und Schwebflug ausgesetzt. Diese Gefährdung verschärft sich in Wüstengegenden durch Staub-/Sandverwirbelungen = "Brown Out" oder in verschneiten Gegenden durch Schneeverwirbelungen = "White Out", wenn durch die Verwirbelungen die Außensicht sehr stark eingeschränkt ist.helicopter are the regular Risk of collision with objects on the ground, especially during takeoff, Landing and hovering suspended. This danger is exacerbated in desert areas by dust / sand turbulence = "Brown Out" or in snowy areas through Snow Whirling = "White Out "when through the turbulences the external view is very limited.
Die bekannten Hinderniswarnsensoren auf Laser- und Radarbasis, die im Fluge vorausschauend in einem begrenzten Sichtfeld von typischerweise ca. 30°·40° Objekte entlang der Flugbahn erfassen, verfügen über eine Sensorsichtweite von etwa 1000 m bei guter Sicht. Da sie auf jeweils einem Sensorprinzip basieren, weisen sie entweder Einschränkungen bezüglich der Allwetterfähigkeit oder der Detektionsfähigkeit kleiner Objekte, z. B. dünner Drähte von 5–10 mm auf.The known obstacle warning sensors on laser and radar base, in the Flying ahead in a limited field of view of typically about 30 ° · 40 ° objects along the trajectory, have a sensor range of about 1000 m in good visibility. Because they each have a sensor principle are either limited in terms of all-weather capability or the detection ability small objects, eg. B. thinner Wires from 5-10 mm on.
Nach einem nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag werden zum Erkennen von Hindernissen einzelne auf unterschiedliche Wellenlängen für verschiedene Entfernungen (short-range und long-range) arbeitenden Radarsensoren vorbestimmten Abtastsektoren der den Hubschrauber umgebenen Sphäre zugeordnet und diese in ein Gesamtsystem eingebunden, das zur kompletten Abdeckung der relevanten Hubschrauberumgebung führt, was mit einem einzigen abtastenden Radarstrahl nicht möglich ist. Damit wird die Sicherheit bei Start und Landung in schwierigem Gelände unter widrigen Sichtverhältnissen, das operationelle Spektrum durch Warnung vor Kollisionen während des Landeanfluges des Hubschraubers bei schlechter Sicht und das Situationsbewusstsein der Piloten bei komplizierten Manövern erhöht. Diese Radarsensoren arbeiten als Sende- und Empfangseinheiten und liefern ihre mit einer Kennung versehenen Signale an eine Kennungs- und Auswerteeinheit, welche die im Cockpit installierten Anzeigeneinheiten, die sogenannten Cockpit-Displays versorgt. Dies kann entweder direkt oder über einen zwischengeschalteten Symbolgenerator erfolgen.To A non-prior art proposal will become Detecting obstacles individual to different wavelengths for different Distances (short-range and long-range) working radar sensors assigned to predetermined Abtastsektoren the helicopter surrounded sphere and these are integrated into an overall system that provides complete coverage the relevant helicopter environment performs what with a single scanning radar beam not possible is. This makes the safety at take-off and landing difficult terrain under adverse visibility, the operational spectrum by warning of collisions during the Landing the helicopter in poor visibility and situational awareness the pilot increased in complicated maneuvers. These radar sensors work as Transmit and receive units and deliver their with an identifier provided signals to an identification and evaluation unit, which the display units installed in the cockpit, the so-called cockpit displays provided. This can be either directly or through an intermediary Symbol generator done.
Mithilfe eines solchen Radar-basierten Rundum-Warnsystems wird zwar eine singuläre Hinderniserkennung auch von Überlandleitungen und Bergkanten möglich, jedoch erfordert das Erkennen kleiner Objekte, insbesondere etwa vorhandener Überland-Stromleitungen ein senkrechtes Auftreffen der Radarstrahlen auf diese. Dies gilt auch für die seitliche Abstandserkennung von größeren Steinen, Felsen, Bergkanten und ähnlichem.aid Although such a radar-based warning system is a singular Obstacle detection also of power lines and mountain edges possible, however, it requires recognizing small objects, especially about existing overland power lines a vertical impact of the radar beams on this. this applies also for the lateral distance detection of larger stones, rocks, mountain edges and the like.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zur Rundum-Kollisionswarnung unter Verwendung eines aktiven Systems für Hubschrauber zu schaffen, welches allwettertauglich ist und besser als bisher Hindernisse und Geländeformationen, insbesondere auch Überlandleitungen und andere Hindernisse sowie Bergkanten erkennen und dem Piloten anzeigen kann.Of the Invention is based on the object, a new method for all-around collision warning under To use an active system for helicopters, which is suitable for all weather conditions and better than hitherto obstacles and terrain formations, especially overhead power lines and other obstacles as well as mountain edges and the pilot can show.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further Features of the invention will become apparent from the dependent claims.
Die Erfindung geht von dem Prinzip aus, dass der definierte Bewegungsraum eines Hubschraubers frei von Reflexionen der Sensorsignale von potenziellen Objekten sein muss, um Kollisionsfreiheit zu gewährleisten, d. h. also, solange in einen definierten Bewegungsraum ausgesandte Sensorsignale nicht von Objekten reflektiert werden, ist die Bewegung innerhalb dieses Bewegungsraumes kollisionsfrei. Der Bewegungsraum des Hubschraubers definiert sich aus dem Rotordurchmesser, der maximalen Länge des Hubschraubers – Blattvorderkante Hauptrotor bis Blattkante Heckrotor – und einem darüber hinausgehenden Sicherheitskorridor.The Invention is based on the principle that the defined range of motion a helicopter free of reflections of the sensor signals of potential Objects to ensure collision freedom, d. H. So, so long not sent in a defined range of motion sensor signals reflected by objects, is the movement within this Movement space collision free. The range of motion of the helicopter defines resulting from the rotor diameter, the maximum length of the helicopter - blade leading edge main rotor to sheet edge tail rotor - and one about it beyond safety corridor.
Die
notwendige Sensorreichweite bestimmt sich aus der geringen translatorischen
Geschwindigkeit des Hubschraubers von ca. 10–20 kts während Start/Landung/Schwebeflug
und den notwendigen Reaktionszeiten von Pilot (typisch: 3 sek.)
Hubschrauber (typisch: 4 sek.) und Auswerteeinheit (2 sek. bis zur
nächsten
Detektion) zur sicheren Detektion (typisch also ca. 8 Sekunden für diese
Komponenten). Beispielhaft ist die Detektionsreichweite für eine horizontale
Geschwindigkeit von 10 kts bestimmt.
Damit
ergibt sich bei einem Rotorradius von z. B. 11 m und einem gewählten Sicherheitsabstand von
10 m eine maximal erforderliche Sensorreichweite von:
Zur sicheren Erkennung solcher Hindernissen werden erfindungsgemäß jeweils zwei unterschiedliche, auf den Bewegungsraum abgestimmte Sensortypen gleichzeitig verwendet, nämlich Radar- und Laser- oder Radar- und Ultraschall-Sensoren oder andere Kombinationen von höchstauflösenden und wetterunabhängigen Sensoren, deren durch Reflexionen an Hindernissen verursachte Messsignale individuell nach Abtasträumen geordnet hinsichtlich Entfernung und Richtung gemeinsam auf die Position des Hubschraubers bezogen zu Reflexionsfeldern zusammengefasst und nach Bestimmen der Reflexionsdichte im Bewegungsraum des Hubschraubers in einer Datenbank fusioniert werden und nach Abgleich mit in der Datenbank gespeicherten Mustern mittels algorithmischer Auswertung als die Gesamtsituation des zu überwachenden Bewegungsraumes des Hubschraubers darstellendes konsolidiertes Gesamtbild im Cockpit des Hubschraubers zur Anzeige gebracht werden. Dadurch kann z. B. eine Annäherungswarnung oder Kollisionswarnung rechtzeitig erfolgen.to Safe detection of such obstacles are inventively each two different types of sensors adapted to the range of motion used simultaneously, namely Radar and laser or radar and ultrasonic sensors or others Combinations of high resolution and all-weather Sensors whose measuring signals caused by reflections on obstacles are individual after scanning rooms ordered in terms of distance and direction together on the Position of the helicopter combined related to reflection fields and after determining the reflection density in the space of movement of the helicopter be merged into a database and after reconciliation with in the Database stored patterns by algorithmic evaluation as the overall situation of the monitored Movement space of the helicopter representing consolidated overall picture in the cockpit of the helicopter. Thereby can z. B. an approach warning or collision warning done on time.
Die zur Anwendung gelangenden Radar-, Laser- und Ultraschall-Sensoren sind kleine, zuverlässig arbeitende Bauelemente – wie zum Beispiel aus der Abstandswarnung der Fahrzeugtechnik bekannt – und erlauben eine einfache und flexible Anbringung an der Hubschrauberstruktur.The used radar, laser and ultrasonic sensors are small, reliable working components - like For example, from the distance warning of vehicle technology known - and allow a simple and flexible attachment to the helicopter structure.
Sind die Sensoren zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise aus einem Radar-Sensor und einem Laser-Sensor aufgebaut, detektieren diese Sensoren aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften Objekte unterschiedlich gut. Laser-Sensoren sind in der Lage, kleine und dünne Objekte wie z. B. Drähte leichter zu detektieren als Radar-Sensoren. Hingegen weist ein Radar eine große Reichweitenfähigkeit auch unter verschiedenen atmosphärischen Bedingungen, wie Staub, Regen, Schnee und Nebel auf.are the sensors for execution the method according to the invention for example, constructed from a radar sensor and a laser sensor, detect these sensors due to their physical properties Objects different good. Laser sensors are capable of small size and thin Objects such. B. wires easier to detect than radar sensors. On the other hand, a radar has one size Ranging capabilities also under different atmospheric Conditions such as dust, rain, snow and fog.
Beide Sensoren senden ihre Signale entsprechend den vorgegebenen Messpunk ten aus, so dass über die Laufzeit die Entfernung sowie über die Ausrichtung des Sensors die Richtung der empfangenen Reflexion im jeweiligen Sensor ermittelt wird. Für jeden Sensortyp erfolgt gemäß seinen physikalischen Eigenarten eine individuelle Signalauswertung des empfangenen Reflexionsfeldes. Ebenfalls erfolgt jeweils für jeden Sensortyp eine Mustererkennung, so dass aus der Anordnung der Reflexionen sowie deren Entfernung auf definierte Objekte geschlossen werden kann. Die so von den Sensor-Paaren detektierten Objekte werden in einer Datenbank mit ihren absoluten Positionen abgelegt. Damit ergibt sich ein erstes Gesamtbild über die Situation, bei der jeweils beide Sensortypen die gleichen oder unterschiedliche Objekte erkannt haben können. Eine weitere algorithmische Auswertung prüft im nächsten Schritt anhand der sensorspezifischen Positionierungsgenauigkeit und der Objektart, ob es sich um ein und dasselbe oder unterschiedliche, gegebenenfalls eng beieinander stehende Objekte handelt. Aufgrund der oben beschriebenen Sensoreigenschaften können so ein Radar- und ein Laser-Sensor den gleichen Hochspannungsmasten erkennen, der mit Hilfe des Algorithmus auch nur als ein Mast identifiziert wird. Der Laser-Sensor ist jedoch zusätzlich in der Lage, auch die zugeordneten Leitungen zu erkennen, die ein Radar-Sensor nur unzureichend zuverlässig detektiert. Solange keine Reflexionsmuster auftreten, die auf potenziell gefährdende Objekte hindeuten, wird der Raum als sicher eingestuft. Dabei werden metallische Objekte, größere Steine und Hölzer als gefährdende Objekte betrachtet. Sind an einem Positionsbereich gleiche beziehungsweise ähnliche Reflexionen durch beide Sensoren erfasst, so wertet der Algorithmus dieses als ein Hindernis. Sind die Reflexionen unstrukturiert und in sehr geringer Dichte, die als Schwellwert einstellbar ist, im Beobachtungsraum verteilt, wird das als kollisionsfreier Raum gewertet. Mit dem Auswertealgorithmus wird ein einheitliches "Gesamtbild" über die Objektsituation in der Datenbank abgelegt und kann anschließend in unterschiedlicher Form im Cockpit zur Anzeige gebracht werden.Both Sensors send their signals according to the given measuring points out, so over the runtime the distance as well as the orientation of the sensor determines the direction of the received reflection in the respective sensor becomes. For Each sensor type is done according to his physical characteristics an individual signal evaluation of the received reflection field. Also done for each one Sensor type a pattern recognition, so that from the arrangement of the reflections as well as their distance to defined objects are closed can. The objects thus detected by the sensor pairs are in a database with its absolute positions. This results get a first overall picture the situation where both sensor types are the same or the same may have detected different objects. Another algorithmic Evaluation checks in the next Step based on the sensor-specific positioning accuracy and the object type, whether one and the same or different, possibly closely spaced objects. by virtue of The sensor properties described above can be such a radar and a Laser sensor the Identify the same high voltage pylons, using the algorithm even identified as a mast. The laser sensor is however additionally able to recognize even the associated lines, the one Radar sensor insufficiently reliably detected. As long as no Reflection patterns occur that are potentially hazardous Objects indicate that the room is classified as safe. This will be metallic Objects, larger stones and woods as endangering Looking at objects. Are the same or similar at a position range Reflections detected by both sensors, so evaluates the algorithm this as a hindrance. Are the reflections unstructured and in very low density, which is adjustable as a threshold, in Distributed observation room, this is considered as a collision-free space. With The evaluation algorithm is a uniform "overall picture" over the object situation is stored in the database and can then be stored in different form in the cockpit for display.
Eine zweite Form der Kollisionswarnung basiert auf dem Ansatz, dass die erkannten und im Rahmen der Sensordatenfusion verifizierten Objekte als Hindernisse positiv identifiziert werden und als verbotene Wegpunkte der Besatzung zur Anzeige gebracht werden.A second form of collision warning is based on the approach that the detected and verified by sensor data fusion be positively identified as obstacles and as forbidden waypoints be shown to the crew.
Die erfindungsgemäße Sensordatenfusion ergibt erstmals eine eindeutige und klare Situationsdarstellung. Bisherige Ansätze kennen lediglich die überlagerte optische, bildliche Darstellung von z. B. Video- und Infrarot-Bild, mit denen eine abstrakte Fusion, die auch die Verwendung nicht bildlicher Sensoren ermöglicht, nicht möglich ist.The Sensor data fusion according to the invention results for the first time a clear and clear presentation of the situation. Previous approaches only know the superimposed optical, pictorial representation of z. B. video and infrared image, with which an abstract fusion, which also does not use pictorial Allows sensors, not possible is.
Die Erfindung ist nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Im Einzelnen zeigen:The Invention is described below in conjunction with the drawings. In detail show:
Da
die zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
erforderlichen Bauteile und -gruppen an sich bekannt sind, wurde
auf deren Darstellung verzichtet. Die paarweise angeordneten Sensoren
können
schwenkbar oder, falls genügend grolle Antennenapparaturen
vorhanden sind, auch fest am Hubschrauber angeordnet sein. Sie sind – wie die
Die
Messsignale der verschiedenen Sensoren werden hinsichtlich Entfernung
und Richtung gemeinsam auf die Position des Hubschraubers mittels der
nicht dargestellten Auswerteelektronik der Datenbank bezogen. Durch
den gemeinsamen Bezug auf ein Koordinatensystem können mit
den unterschiedlichen Sensoren Objekte detektiert und die erfolgten Detektionen
verifiziert werden. Detektieren beide Sensortypen jeweils unterschiedliche
Objekte, so werden diese Objekte auch als potenzielle Gefährdung mit
erfasst. Ist das System aus einem Radar-Sensor und einem Laser-Sensor aufgebaut,
detektieren diese Sensoren aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften
Objekte unterschiedlich gut. Der Laser-Sensor ist in der Lage, kleine
und dünne Objekte,
wie z. B. Drähte,
leichter zu detektieren als der Radar-Sensor. Hingegen weist der
Radar-Sensor eine größere Reichweite,
auch unter Staub, Regen und Nebel auf. Die Reichweiten sind, wie
Beide
Sensortypen eines jeden Paares senden ihre Messpulse aus, so dass über die
Laufzeit die Entfernung sowie über
die Ausrichtung des Sensors die Richtung der empfangenen Reflexionen
im jeweiligen Sensor mittels einer Auswerteelektro nik ermittelt
wird. Hieraus wird jeweils ein Reflexionsfeld sowie die Reflexionsdichte
im Bewegungsraum des Luftfahrzeuges Lfz abgeleitet und werden diese
Daten einer Datenbank zugeführt,
vgl.
Für jeden Sensortyp erfolgt also gemäß seinen physikalischen Eigenarten eine individuelle Signalauswertung des empfangenen Reflexionsfeldes. Ebenfalls erfolgt jeweils für jeden Sensortyp eine Mustererkennung, so dass aus der Anordnung der Reflexionen sowie deren Entfernung auf definierte Objekte geschlossen werden kann. Die so von einem Sensor detektierten Objekte werden in der Datenbank mit ihren absoluten Positionen abgelegt. Damit ergibt sich ein erstes Gesamtbild über die Situation, bei der beide Sensortypen die gleichen oder unterschiedliche Objekte erkannt haben können. Eine weitere algorithmische Auswertung prüft im nächsten Schritt anhand der sensorspezifischen Positionierungsgenauigkeit und der Objektart, ob es sich um ein und dasselbe oder unterschiedliche, gegebenenfalls eng beieinander stehende Objekte handelt. Aufgrund der beschriebenen Sensoreigenschaften können so ein Radar- und ein Laser-Sensor den gleichen Hochspannungsmasten erkennen, der mit Hilfe des Algorithmus auch nur als ein Mast identifiziert wird. Der Laser-Sensor ist jedoch zusätzlich in der Lage, auch die Leitungen zu erkennen, die ein Radar nur unzureichend zuverlässig detektiert.For each Sensor type is thus according to his physical characteristics an individual signal evaluation of the received reflection field. Also done for each one Sensor type a pattern recognition, so that from the arrangement of the reflections as well as their distance to defined objects are closed can. The thus detected by a sensor objects are in the Database with its absolute positions filed. This results get a first overall picture the situation where both sensor types are the same or different May have detected objects. Another algorithmic evaluation checks in the next step using the sensor-specific Positioning accuracy and the object type, whether it is a and the same or different, possibly close to each other standing objects acts. Due to the described sensor properties can such a radar and a laser sensor the same pylons recognize that with the help of the algorithm also only identified as a mast becomes. However, the laser sensor is also able to do the same Detecting lines that detects a radar insufficient reliable.
Mit dem Auswertealgorithmus wird so ein einheitliches "Gesamtbild" über die Objektsituation in einer Datenbank abgelegt und kann anschließend in unterschiedlicher Form im Cockpit zur Anzeige gebracht werden.With The evaluation algorithm thus becomes a uniform "overall picture" of the object situation in one Database stored and can subsequently in different form be displayed in the cockpit.
Die
Darstellung der Kollisionswarnung oder Annäherungswarnung im Cockpit zeigt
die
- 1010
- „Gelber" (dick rechts schraffierter) Kreisbogen"Yellow" (thick hatched on the right) arc
- 1111
- „Roter" (dick links schraffierter) Kreisbogen"Red" (thick hatched left) arc
- 1212
- „Grüner" (dünn schraffierter) Kreisbogen"Green" (thin hatched) arc
- 1313
- Farbloser KreisbogenColorless arc
- AA
- Abtastbereichscanning
- BB
- Abtastbereichscanning
- CC
- Abtastbereichscanning
- DD
- Abtastbereichscanning
- Ee
- Abtastbereichscanning
- HSHS
- Hubschrauberhelicopter
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008058029B3 (en) * | 2008-11-18 | 2010-01-07 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | helicopter |
| WO2011012102A1 (en) * | 2009-07-29 | 2011-02-03 | Eads Deutschland Gmbh | Method for producing a sensor-supported, synthetic vision for landing support of helicopters under brown-out or white-out conditions |
| DE102009045755A1 (en) * | 2009-10-16 | 2011-04-21 | Esg Elektroniksystem- Und Logistik-Gmbh | Method and apparatus for conflict detection |
| CN102428346A (en) * | 2009-05-20 | 2012-04-25 | 贝尔直升机泰克斯特龙公司 | Collision Avoidance and Warning Systems |
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| CN103824478A (en) * | 2014-03-05 | 2014-05-28 | 中国民用航空飞行学院 | Airport conflict hotspot identifying method |
| CN104916168A (en) * | 2015-06-03 | 2015-09-16 | 南京莱斯信息技术股份有限公司 | Conflict avoidance system and avoidance method of airport ground surface moving targets |
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Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2564235A1 (en) * | 2010-04-27 | 2013-03-06 | Saab AB | Helicopter obstacle detection and information system |
| US9911344B2 (en) | 2015-07-24 | 2018-03-06 | Honeywell International Inc. | Helicopter landing system using a camera for obstacle detection |
| CN106003864B (en) * | 2016-05-18 | 2017-11-24 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | High temperature resistant radar & infrared stealth materials based on frequency-selective surfaces and preparation method thereof |
| CN106042515B (en) * | 2016-05-18 | 2017-11-21 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | A kind of high temperature resistant radar absorbing of sandwich and preparation method thereof |
| CN106007799B (en) * | 2016-05-18 | 2018-07-31 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | Radar & infrared stealth materials and preparation method thereof based on double-layer frequency selective surfaces |
| CN106427115B (en) * | 2016-09-21 | 2018-10-02 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | A kind of infrared compatible camouflage materials of high temperature resistant radar and preparation method thereof based on the double-deck Meta Materials |
| WO2023082283A1 (en) * | 2021-11-15 | 2023-05-19 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | Obstacle avoidance method and apparatus for movable platform, movable platform, and storage medium |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3106100A1 (en) * | 1981-02-19 | 1982-09-09 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Obstacle warning device for aerospace or water vehicles |
| US5371581A (en) * | 1993-03-08 | 1994-12-06 | Schwartz Electro-Optics, Inc. | Helicopter obstacle warning system |
| JP2001215276A (en) * | 2000-02-03 | 2001-08-10 | Tamagawa Seiki Co Ltd | Helicopter collision prevention warning method and apparatus |
| DE10015164A1 (en) * | 2000-03-27 | 2001-10-11 | Helmut Klausing | ROSAR communication method for obstacle detection in helicopter, involves merging heliradar laser-radar sensor data with registered data of on-board-intrinsic database for display of flight path and landing location |
| DE10120537C2 (en) * | 2001-04-26 | 2003-12-18 | Eads Deutschland Gmbh | Method for recognizing and identifying objects using a plurality of sensors present in an aircraft |
| US6665063B2 (en) * | 2001-09-04 | 2003-12-16 | Rosemount Aerospace Inc. | Distributed laser obstacle awareness system |
-
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-
2008
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Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8473189B2 (en) | 2008-11-18 | 2013-06-25 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Helicopter having collision avoidance apparatus |
| WO2010057451A1 (en) * | 2008-11-18 | 2010-05-27 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Helicopter having collision avoidance apparatus |
| DE102008058029B3 (en) * | 2008-11-18 | 2010-01-07 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | helicopter |
| US9196168B2 (en) | 2009-05-20 | 2015-11-24 | Textron Innovations Inc. | Collision avoidance and warning system |
| EP2433091A4 (en) * | 2009-05-20 | 2012-11-21 | Bell Helicopter Textron Inc | COLLISION AVOIDANCE AND WARNING SYSTEM |
| CN102428346A (en) * | 2009-05-20 | 2012-04-25 | 贝尔直升机泰克斯特龙公司 | Collision Avoidance and Warning Systems |
| US8803727B2 (en) | 2009-07-29 | 2014-08-12 | Eads Deutschland Gmbh | Method for producing sensor-supported, synthetic vision for landing support of helicopters under brown-out or white-out conditions |
| WO2011012102A1 (en) * | 2009-07-29 | 2011-02-03 | Eads Deutschland Gmbh | Method for producing a sensor-supported, synthetic vision for landing support of helicopters under brown-out or white-out conditions |
| DE102009045755B4 (en) * | 2009-10-16 | 2013-11-07 | Esg Elektroniksystem- Und Logistik Gmbh | Method and apparatus for conflict detection |
| DE102009045755A1 (en) * | 2009-10-16 | 2011-04-21 | Esg Elektroniksystem- Und Logistik-Gmbh | Method and apparatus for conflict detection |
| EP2672289A1 (en) * | 2012-06-06 | 2013-12-11 | Eurocopter Deutschland GmbH | Obstacle information system of a helicopter |
| US9214088B2 (en) | 2012-06-06 | 2015-12-15 | Airbus Helicopters Deutschland GmbH | Obstacle information system of a helicopter |
| CN103824478A (en) * | 2014-03-05 | 2014-05-28 | 中国民用航空飞行学院 | Airport conflict hotspot identifying method |
| CN103824478B (en) * | 2014-03-05 | 2015-12-09 | 中国民用航空飞行学院 | Identification method of airport conflict hotspots |
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| FR3041767A1 (en) * | 2015-09-25 | 2017-03-31 | Airbus Helicopters | OBSTACLE DETECTION METHOD AND VEHICLE PROVIDED WITH AN OBSTACLE DETECTION SYSTEM |
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