ПАРАМЕТРИЗУЕМАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО ПИЛОТИРОВАНИЯ, ПРЕДНАЗНАЧЕННАЯ ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2017 года по МПК G05D1/06 B64C13/18 G06F9/00 

Настоящее изобретение относится к области систем автоматического пилотирования, устанавливаемых на летательных аппаратах. В частности, оно находит свое применение для систем автоматического пилотирования, которые осуществляют наведение летательного аппарата в соответствии с командами пилота и информируют экипаж о ситуации наведения.

Система автоматического пилотирования (АП) позволяет осуществлять в автоматическом режиме совокупность более или менее сложных действий, которые раньше пилот осуществлял вручную. Задавая маневрирование, соответствующее условиям и плану полета, она позволяет облегчить задачу пилота. Разработка и обслуживание таких систем являются сложными и дорогими, так как зависят не только от технических спецификаций оборудования летательных аппаратов, но также от привычек и рабочих процедур владельцев авиакомпаний. В ходе разработки самолета постепенно формируется комплекс запросов владельца авиакомпании относительно зрения поведения системы АП. Пока запросы полностью не определились, проектирование системы автоматического пилотирования проходит через множество итераций разработки программного обеспечения вплоть до полетных испытаний и иногда даже после ввода в эксплуатацию. Кроме того, программное обеспечение системы автоматического пилотирования должно быть сертифицировано. Процесс сертификации состоит в предоставлении соответствующей организации доказательств, связанных с деятельностью по разработке программного обеспечения, для получения сертификационных документов по всему или по части программного обеспечения. Поскольку поведение системы автоматического пилотирования зависит от специфических потребностей владельца авиакомпании, от интерфейсных систем и от аэродинамических параметров самого носителя, программное обеспечение системы автоматического пилотирования необходимо изменять или разрабатывать заново для каждого конкретного летательного аппарата.

Известные системы автоматического пилотирования, которые разрабатывались специально (несмотря на наличие сертификации предыдущих разработок) в виде единого последовательного кода, требуют итераций, которые являются длительными, дорогостоящими и неопределенными с точки зрения сроков. Во время разработки и во время фазы коммерческой эксплуатации могут потребоваться регулярные обновления программ, если владелец авиакомпании просит изменить или добавить новые функции автоматического пилотирования. В этих условиях любое изменение предполагает возобновление всего или части процесса сертификации программного обеспечения.

Чтобы решить эти проблемы, изобретением предлагается структурировать систему автоматического пилотирования, выделив, с одной стороны, общее ядро программного обеспечения, которое представляет собой неизменяемую часть, которое сертифицируют и которое впоследствии можно использовать, и, с другой стороны, изменяющуюся часть, конфигурируемую с возможностью адаптации системы автоматического пилотирования к изменениям эксплуатационных потребностей летательного аппарата в ходе разработки или эксплуатации, причем эта изменяющаяся конфигурируемая часть не нуждается в сертификации.

В связи с этим объектом изобретения является система автоматического пилотирования, предназначенная для летательного аппарата, содержащая модуль сбора сигналов летательного аппарата, интерфейсный модуль взаимодействия с экипажем и модуль обработки выходных сигналов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит:

- общее ядро программного обеспечения автоматического пилотирования на борту летательного аппарата, содержащее несколько параметризуемых элементарных ячеек,

- инструмент параметризации общего ядра программного обеспечения, выполненный с возможностью преобразования эксплуатационной потребности системы автоматического пилотирования, выраженной при помощи файла конфигурации, состоящего из совокупности параметров, структурированных в соответствии с заранее определенной областью конфигурации ОК, в базу данных БД двоичных параметров, выполненную с возможностью параметризации общего ядра программного обеспечения; при этом каждую ячейку параметризуют при помощи базы данных БД,

- средства загрузки и хранения базы данных БД на борту летательного аппарата.

Объектом изобретения является также способ автоматического пилотирования на борту летательного аппарата, включающий в себя этап сбора сигналов летательного аппарата, этап взаимодействия с экипажем и этап обработки выходных сигналов, отличающийся тем, что дополнительно содержит этапы вычисления, параметризуемые при помощи базы данных БД двоичных параметров, для:

- выработки внешнего контекста при помощи совокупности переменных, характеризующих условия, внешние относительно системы автоматического пилотирования, и генерируемых на основании сигналов летательного аппарата;

- выработки эксплуатационного контекста при помощи совокупности переменных, характеризующих эксплуатационные условия, внутренние относительно системы автоматического пилотирования, и генерируемых на основании сигналов летательного аппарата или переменных внешнего контекста;

- выработки исполнительных логических схем системы автоматического пилотирования, по меньшей мере, в зависимости от переменной эксплуатационного контекста;

- управления командами наведения или пилотирования, подаваемыми пилотом или системой автоматического пилотирования;

- управления режимами и правилами наведения или пилотирования.

Объектом изобретения является также система автоматического пилотирования, предназначенная для летательного аппарата и имеющая вышеупомянутые признаки, отличающаяся тем, что содержит этап определения области конфигурации ОК, причем упомянутая область конфигурации ОК за счет параметризации может охватывать широкий спектр эксплуатационных потребностей системы автоматического пилотирования, и этап программирования и сертификации нескольких общих программных механизмов.

Объектом изобретения является также способ обслуживания системы пилотирования, предназначенной для летательного аппарата, имеющей вышеупомянутые признаки, отличающийся тем, что содержит этап идентификации пользователя, подключающегося к системе автоматического пилотирования, этап загрузки базы данных БД двоичных параметров для параметризации общего ядра программного обеспечения и этап сохранения на борту летательного аппарата; при этом система автоматического пилотирования выполнена с возможностью считывать в эксплуатационной конфигурации двоичные параметры из базы данных БД.

Наконец, объектом изобретения является программный продукт, содержащий командные коды, позволяющие осуществлять этапы способа автоматического пилотирования, имеющие вышеупомянутые признаки.

Изобретение и его другие преимущества будут более очевидны из нижеследующего подробного описания вариантов выполнения, представленных в качестве примеров, со ссылками на следующие прилагаемые фигуры:

Фиг. 1 - упрощенная функциональная архитектура инструмента параметризации для заявленной системы автоматического пилотирования.

Фиг. 2 - упрощенная функциональная архитектура средств загрузки и хранения базы данных параметров для системы автоматического пилотирования, установленной на борту летательного аппарата.

Фиг. 3 - упрощенная функциональная архитектура и связи системы автоматического пилотирования, содержащей общее ядро программного обеспечения в соответствии с изобретением.

Фиг. 4 - этапы способа выработки совокупности переменных внешнего контекста в соответствии с изобретением.

Фиг. 5 - этапы способа выработки совокупности переменных эксплуатационного контекста в соответствии с изобретением.

Фиг. 6 - принцип способа вычисления исполнительных логических схем системы автоматического пилотирования.

Для большей ясности одинаковые элементы на разных фигурах обозначены одинаковыми позициями.

На фиг. 1 представлена упрощенная функциональная архитектура инструмента параметризации для системы автоматического пилотирования. Согласно изобретению, квалифицированный инструмент 10 параметризации позволяет оператору 11 генерировать базу данных БД в машинном формате. Оператор 11 направляет на вход инструмента 10 параметризации файл 12 конфигурации, содержащий переменные параметры системы автоматического пилотирования или системы АП, соответствующие характеристикам летательного аппарата, специфическим потребностям владельца авиакомпании, техническим требованиям системы АП, требованиям взаимодействия и индикации для экипажа или требованиям входа и выхода системы АП. Содержание файла 12 конфигурации представлено в понятном для человека виде; для файла 12 конфигурации можно применять разные форматы и, в частности, XML, HTML, XHTML, LaTeX или любой другой структурированный текстовой формат. Структура файла 12 конфигурации определена в зависимости от области конфигурации ОК. Инструмент 10 параметризации содержит первый модуль 13 проверки области конфигурации ОК файла 12 конфигурации и второй модуль 14 преобразования файла 12 конфигурации в базу данных БД двоичных параметров. Иначе говоря, инструмент 10 параметризации выполнен с возможностью проверки соответствия параметров, содержащихся в файле 12 конфигурации, определенной области конфигурации ОК до преобразования упомянутого файла конфигурации в базу данных БД двоичных параметров. Тот факт, что инструмент 10 параметризации является квалифицированным, значит, что машинный код, генерируемый для базы данных БД, не требует получения сертификационных документов.

Согласно изобретению, файл конфигурации описывает эксплуатационную потребность при помощи совокупности параметров, структурируемой в соответствии с областью конфигурации ОК, при этом упомянутая область конфигурации ОК представляет собой, по меньшей мере, определение режимов наведения. Каждый режим наведения описан при помощи списка параметров, включающего в себя, по меньшей мере, один тип режима наведения, логическую схему активации, событие активации, правило наведения, команду наведения или конфигурацию пилотирования. С каждым параметром связан интервал допустимых значений.

На фиг. 2 представлена упрощенная функциональная архитектура средств загрузки и хранения базы данных параметров для системы автоматического пилотирования, установленной на борту летательного аппарата. Согласно изобретению, средства 20 хранения и загрузки содержат устройство 21 идентификации пользователя 22, подключающегося к системе автоматического пилотирования, устройство 23 загрузки базы данных БД и запоминающее устройство 24 для хранения базы данных БД.

Устройство 21 идентификации позволяет пользователю 22, например, оператору обслуживания идентифицировать себя при помощи средства 25 идентификации, чтобы начать сеанс загрузки базы данных БД. Согласно изобретению, предусмотрены разные типы средств 25 идентификации, например, чип-карта, бесконтактная карта, периферическое устройство USB или любое другое съемное периферическое устройство записи данных. Точно так же, можно предусмотреть средства биометрической идентификации, связанные с характерными физиологическими данными пользователя 22, например, такие как отпечатки пальцев, распознавание лица, распознавание ДНК, геометрия руки, распознавание ладони, распознавание сетчатки глаза или распознавание радужной оболочки глаза.

После идентификации пользователя 22 загрузку базы данных БД можно осуществить через проводную связь при помощи протоколов передачи, таких как FTP, TFTP или любой другой протокол передачи данных, или через беспроводную связь, например, типа WiFi или при помощи физического подключения съемного носителя типа USB или CD-ROM или любого другого носителя записи данных.

Наконец, базу данных БД сохраняют на борту летательного аппарата при помощи физического средства, такого как жесткий диск, ключ USB или CD-ROM, или при помощи запоминающего устройства типа RAM или FLASH-памяти.

На фиг. 3 представлена упрощенная функциональная архитектура и связи системы автоматического пилотирования, содержащей общее ядро программного обеспечения. Бортовая система автоматического пилотирования летательного аппарата обеспечивает наведение летательного аппарата в зависимости от команд экипажа 31; на основании совокупности сигналов 32 летательного аппарата система АП определяет совокупность команд 33 пилотирования, передаваемых на компоненты 34 или подсистемы 35 летательного аппарата. Согласно изобретению, система АП содержит модуль 36 сбора сигналов летательного аппарата, интерфейсный модуль 37 взаимодействия с экипажем, модуль 38 обработки выходных сигналов и общее ядро 39 программного обеспечения.

Согласно изобретению, общее ядро 39 программного обеспечения выполнено с возможностью параметризации при помощи базы данных БД двоичных параметров для описанной выше заранее определенной области конфигурации ОК. В ходе разработки или эксплуатации летательного аппарата можно учитывать новую эксплуатационную потребность, описанную файлом 12 конфигурации в соответствии с областью конфигурации ОК, для которой первоначально было разработано общее ядро 39 программного обеспечения, осуществляя при этом обновление базы данных БД, записанной в памяти системы АП.

Ядро 39 программного обеспечения содержит несколько параметризуемых элементарных ячеек и, в частности:

- первую ячейку 40 выработки совокупности переменных внешнего контекста,

- вторую ячейку 41 выработки совокупности переменных эксплуатационного контекста,

- третью ячейку 42 выработки исполнительных логических схем системы автоматического пилотирования, по меньшей мере, в зависимости от переменной эксплуатационного контекста,

- четвертую ячейку 43 управления командами наведения, подаваемыми пилотом или системой автоматического пилотирования,

- пятую ячейку 44 управления режимами и правилами наведения системы автоматического пилотирования.

Предпочтительно каждая из ячеек содержит программный механизм, параметризуемый при помощи базы данных БД двоичных параметров. Структурирование области конфигурации ОК и разделение на параметризуемые элементарные ячейки, реализуемые в виде общих программных механизмов, предпочтительно позволяет выделить неизменяемые части системы АП. Это позволяет разложить на элементарные операции совокупность строк программного кода. Неизменяемые части, которые зависят, например, от материальных конфигураций компонентов, общих для всех летательных аппаратов, или которые зависят от регламентных исполнительных логических схем, изолированы от параметризуемых изменяющихся частей. Эксплуатационные условия применения, характерные для данного владельца авиакомпании, например, такие как содержание процедур наведения, рассматриваются как параметры, объединенные в файле 12 конфигурации.

Предпочтительно ядро 39 программного обеспечения содержит также ячейку 45 управления интерфейсом ИЧМ, выполненную с возможностью адаптации интерфейса ИЧМ, по меньшей мере, в зависимости от переменной внешнего или эксплуатационного контекста. Обычно ячейка 45 управления интерфейсом ИЧМ позволяет управлять несколькими средствами взаимодействия, например, панелью управления или тактильным экраном, и средствами индикации, например, PFD, FMA или экраном LCD. В режиме эксплуатационной работы данные, выводимые для эксплуатационного пользователя 31, известны и могут быть характеризованы качественными свойствами, такими как цвет по умолчанию, цвет в конкретном контексте, частота обновления информации или видимость информации в зависимости от конкретного контекста. Система АП выполнена с возможностью извлечения этих характеристик из базы данных ДБ, чтобы адаптировать индикацию в зависимости от извлеченных параметров или от контекста. Например, если контекст, связанный с информацией, меняется, ячейка 45 управления ИЧМ извлекает из базы данных БД параметры, соответствующие информации и новому контексту, затем соответственно обновляет свойства информации. Совокупность данных, постоянно обновляемых при помощи ИЧМ, представляет собой ситуацию наведения, выводимую для эксплуатационного пользователя 31. Точно так же, некоторые данные, поступающие от пользователя 31, такие как команды и задаваемые значения, передаваемые на общее ядро 39, могут иметь параметризуемые вариантные свойства, такие как приоритетность или точность. Система АП выполнена с возможностью извлечения совокупности этих свойств из базы данных БД для адаптации поведения АП в зависимости от параметров, содержащихся в базе данных БД.

Объектом изобретения является также способ автоматического пилотирования на борту летательного аппарата, включающий в себя этап сбора сигналов летательного аппарата, этап взаимодействия с экипажем и этап обработки выходных сигналов, отличающийся тем, что дополнительно содержит этапы вычисления, параметризуемые для:

- выработки внешнего контекста при помощи совокупности переменных, характеризующих условия, внешние относительно системы автоматического пилотирования, и генерируемых на основании сигналов летательного аппарата;

- выработки эксплуатационного контекста при помощи совокупности переменных, характеризующих эксплуатационные условия, внутренние относительно системы автоматического пилотирования, и генерируемых на основании сигналов летательного аппарата или переменных внешнего контекста;

- выработки исполнительных логических схем системы автоматического пилотирования посредством связывания, по меньшей мере, одного внешнего или эксплуатационного контекста с событием активации или с типом активации;

- управления командами наведения или пилотирования, подаваемыми пилотом или вычисляемыми системой автоматического пилотирования на основании события активации для данного контекста;

- управление режимами и правилами наведения или пилотирования при помощи совокупности сегментов наведения, связанной, по меньшей мере, с одной логической схемой активации, с конфигурацией пилотирования или динамикой наведения.

На фиг. 4 представлены этапы способа выработки совокупности переменных внешнего контекста в соответствии с изобретением. Эти переменные внешнего контекста, которые могут быть переменными разного типа, например, целыми, десятичными или булевыми, устанавливают на основании входных данных 46, подтвержденных модулем сбора 36 на основании сигналов 32 летательного аппарата.

Характер и число переменных внешнего контекста, вырабатываемых на этом этапе, могут меняться и зависят от летательного аппарата и от потребностей владельца авиакомпании. Поэтому система АП разработана таким образом, чтобы число и характер этих переменных внешнего контекста были параметризованы в базе данных БД. База данных БД содержит также данные параметризации, определяющие для каждой переменной внешнего контекста математическую операцию, которая позволяет ее выработать, то есть операнды и операторы. Для каждой переменной внешнего контекста система АП входит в базу данных БД для извлечения из нее данных, позволяющих выработать эту переменную, то есть автоматической операции, состоящей из различных операндов и операторов. Структура возможных математических операций для выработки внешнего контекста зависит от области конфигурации.

С ДРУГОЙ СТОРОНЫ:

- Операнды являются входными данными 46, поступающими от модуля 36 сбора сигналов 32 летательного аппарата. Система АП обеспечивает механизм, позволяющий идентифицировать среди входные данных 46 данные, которые могут быть операндами для построения внешнего контекста. Например, соответствующие входные данные 46 могут быть связаны с единым идентификатором, позволяющим определить их как операнд в базе данных БД;

- Математические операции могут быть разного типа и определять тип операторов и операндов:

Булевы уравнения: операндами являются булевы данные, а операторами являются логическое И и логическое ИЛИ,

Цифровое уравнение: операндами являются цифровые значения, например, целые или десятичные, а операторами могут быть математические компараторы, такие как >, < или пороговые операторы, такие как MIN, который определяет наименьшее из двух значений, и MAX, который определяет наибольшее из двух значений.

Таким образом, как представлено на фиг. 4, этап выработки внешнего контекста включает в себя этапы вычисления, на которых:

- на этапе 51 идентифицируют подлежащие выработке переменные внешнего контекста, специфицированные в базе данных БД двоичных параметров,

- для каждой переменной внешнего контекста:

На этапе 52 идентифицируют математическую операцию, специфицированную в базе данных БД и позволяющую выработать переменную внешнего контекста,

На этапе 53 идентифицируют значения сигналов летательного аппарата, необходимые для математической операции,

На этапе 54 вычисляют переменную внешнего контекста посредством математической операции и при помощи значений сигналов летательного аппарата.

На фиг. 5 представлены этапы выработки совокупности переменных эксплуатационного контекста в соответствии с изобретением. Эти переменные эксплуатационного контекста являются булевыми переменными, устанавливаемыми на основании входных данных 46, поступающих от модуля 36 сбора, переменных внешнего контекста и данных внутреннего состояния системы АП.

Характер и число переменных эксплуатационного контекста зависят от летательного аппарата и от потребностей владельца авиакомпании. Поэтому система АП разработана таким образом, чтобы число и характер этих переменных эксплуатационного контекста были параметризованы в базе данных БД. База данных БД содержит также данные параметризации, определяющие для каждой переменной эксплуатационного контекста математическую операцию, которая позволяет ее выработать, то есть операнды и операторы.

Система АП выполнена с возможностью периодической выработки эксплуатационного контекста. Структура возможных операций для выработки эксплуатационного контекста определяется областью конфигурации:

- операнды являются переменными внешнего контекста и данными внутреннего состояния системы АП. Система АП обеспечивает механизм, позволяющий идентифицировать среди данных внутреннего состояния АП данные, которые могут быть операндами для построения эксплуатационного контекста. Например, соответствующие данные внутреннего состояния АП могут быть связаны с единым идентификатором, позволяющим определить их как операнд;

- Математические операции могут быть разного типа и определять тип операторов и операндов:

Булевы уравнения: операндами являются булевы данные, а операторами являются логическое И и логическое ИЛИ,

Цифровое уравнение: операндами являются цифровые значения, например, целые или десятичные, а операторами могут быть математические компараторы, такие как >, < или пороговые операторы, такие как MIN, который определяет наименьшее из двух значений, и MAX, который определяет наибольшее из двух значений.

Таким образом, как представлено на фиг. 5, этап выработки эксплуатационного контекста включает в себя этапы вычисления, на которых:

- на этапе 61 идентифицируют подлежащие выработке переменные эксплуатационного контекста, специфицированные в базе данных БД двоичных параметров,

- для каждой переменной эксплуатационного контекста:

на этапе 62 идентифицируют математическую операцию, специфицированную в базе данных БД и позволяющую выработать переменную эксплуатационного контекста,

на этапах 63 и 64 идентифицируют значения переменных внешнего контекста и данных внутреннего состояния АП, необходимые для математической операции,

на этапе 65 вычисляют переменную эксплуатационного контекста посредством математической операции и при помощи значений сигналов летательного аппарата и переменных внешнего контекста.

Фиг. 6 иллюстрирует принцип способа вычисления исполнительных логических схем системы автоматического пилотирования. Согласно изобретению, исполнительная логическая схема может представлять собой объединение события и булевой операции, операндами которой могут быть переменные эксплуатационного контекста, а операторами такие операторы, как логическое И и логическое ИЛИ. Исполнительные логические схемы зависят от летательного аппарата и от потребностей владельца авиакомпании. Система АП разработана таким образом, чтобы исполнительные логические схемы были параметризованы в базе данных БД, то есть чтобы база данных БД могла определять события системы АП и переменные эксплуатационного контекста в качестве операндов математических операций. Система АП обеспечивает механизм, позволяющий идентифицировать события, и механизм, позволяющий определять переменные эксплуатационного контекста. Эти механизмы могут быть реализованы в виде единого идентификатора, связанного с событиями, с переменными эксплуатационного контекста или с любым другим элементом данных, который может участвовать в определении исполнительной логической схемы. Форма исполнительных логических схем зависит от области конфигурации ОК. Когда система АП принимает какое-либо событие, такое как команда эксплуатационного пользователя 31, то эта система АП разработана таким образом, чтобы на этапе выработки исполнительных логических схем входить в базу данных БД для выявления всех логических схем, соответствующих этому событию. Для каждой из найденных логических схем определяют булеву операцию логики.

Как показано на фиг. 6, вычисление исполнительных логических схема включает в себя:

- этап 71 приема события активации,

- этап 72 идентификации совокупности исполнительных логических схем, соответствующих этому событию активации и специфицированных в базе данных БД.

- Для каждой исполнительной логической схемы, связанной с событием активации:

этап 73 идентификации значений переменных эксплуатационного контекста, необходимых для определения логики,

этап 74 выработки исполнительной логической схемы для переменных эксплуатационного контекста.

Таким образом, в результате вычисления принятое событие активации оказывается связанным с совокупностью исполнительных логических схем, которые могут удовлетворяться или нет, в зависимости от эксплуатационного контекста АП. В дальнейшем этот результат используют для управления командами пилотирования или для управления режимами и правилами АП при помощи описанных выше элементарных ячеек 43 и 44.

Иначе говоря, этап выработки исполнительных логических схем состоит в вычислении, - для совокупности логических схем, связанной в базе данных БД двоичных параметров с событием активации, предоставляемым системой автоматического пилотирования, - булевого условия удовлетворения логической схемы при помощи переменных внешнего или эксплуатационного контекста; при этом совокупность исполнительных логических схем, связанную с событием активации, можно применять для управления командами наведения и для управления режимами и правилами наведения или автоматическим пилотированием.

Предпочтительно на этапе управления командами наведения:

- вычисляют значение команды наведения или пилотирования:

идентифицируя математическую операцию, описанную в базе данных БД и позволяющую вычислить значение команды,

идентифицируя значения параметров в базе данных БД, необходимые для математической операции,

вырабатывая значение команды посредством вычисления при помощи математической операции, параметров операции и сигналов летательного аппарата,

- определяют параметры команды наведения или пилотирования, описанные в базе данных БД.

Предпочтительно на этапе управления режимами и правилами наведения или пилотирования:

- идентифицируют сегмент наведения, стимулируемый событием активации в соответствии с логической схемой активации,

- идентифицируют, по меньшей мере, одну подлежащую выработке команду наведения или пилотирования, подлежащее активации правило наведения, подлежащую применению конфигурацию пилотирования или подлежащую активации охватывающую защиту.

Объектом изобретения является также способ разработки системы автоматического пилотирования, имеющей вышеупомянутые признаки, содержащий этап определения области конфигурации ОК, причем упомянутая область конфигурации ОК за счет параметризации может охватывать широкий спектр эксплуатационных потребностей системы автоматического пилотирования, и этап программирования и сертификации нескольких общих программных механизмов.

Объектом изобретения является также способ обслуживания системы пилотирования, имеющей вышеупомянутые признаки, содержащий этап идентификации пользователя, подключающегося к системе автоматического пилотирования, этап загрузки базы данных БД двоичных параметров для параметризации общего ядра программного обеспечения и этап сохранения на борту летательного аппарата; при этом система автоматического пилотирования выполнена с возможностью считывать в эксплуатационной конфигурации двоичные параметры из базы данных БД.

Группа изобретений относится к системе и способу автоматического пилотирования, способам разработки и обслуживания системы автоматического пилотирования летательного аппарата (ЛА). Система содержит модуль сбора сигналов ЛА, интерфейсный модуль, модуль обработки выходных сигналов, общее ядро программного обеспечения и инструмент его параметризации, средства загрузки и хранения базы данных (БД). Для автоматического пилотирования производят сбор сигналов ЛА, обрабатывают выходные сигналы, производят вычисления, параметризуемые при помощи БД двоичных параметров. Для разработки системы автоматического пилотирования определяют область конфигурации эксплуатационных потребностей системы автоматического пилотирования, осуществляют программирование и сертификацию общих программных механизмов. Для обслуживания системы автоматического пилотирования осуществляют идентификацию подключившегося пользователя, загрузку БД двоичных параметров, параметризацию общего ядра программного обеспечения с сохранением данных на борту ЛА. Обеспечивается возможность адаптации разрешенной к изменениям части системы автоматического пилотирования к изменениям эксплуатационных потребностей ЛА. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система автоматического пилотирования (АП), предназначенная для летательного аппарата, содержащая модуль (36) сбора сигналов (32) летательного аппарата, интерфейсный модуль (37) взаимодействия с экипажем и модуль (38) обработки выходных сигналов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит:

- общее ядро (39) программного обеспечения автоматического пилотирования на борту летательного аппарата, содержащее несколько параметризуемых элементарных ячеек,

- инструмент (10) параметризации общего ядра (39) программного обеспечения, выполненный с возможностью преобразования эксплуатационной потребности системы автоматического пилотирования, выраженной при помощи файла (12) конфигурации, состоящего из совокупности параметров, структурированных в соответствии с заранее определенной областью конфигурации (ОК), в базу данных (БД) двоичных параметров, выполненную с возможностью параметризации общего ядра (39) программного обеспечения, при этом каждая ячейка параметризуется при помощи базы данных (БД),

- средства (20) загрузки и хранения базы данных (БД) на борту летательного аппарата.

2. Система автоматического пилотирования по п. 1, отличающаяся тем, что файл (12) конфигурации описывает эксплуатационную потребность в соответствии с областью конфигурации (ОК), при этом упомянутая область конфигурации (ОК) состоит по меньшей мере из определения режимов наведения, при этом каждый режим наведения описан при помощи списка параметров, включающего в себя по меньшей мере один тип режима наведения, логическую схему активации, событие активации, правило наведения, команду наведения или конфигурацию пилотирования, при этом с каждым параметром связан интервал допустимых значений.

3. Система автоматического пилотирования по п. 2, отличающаяся тем, что инструмент (10) параметризации содержит первый модуль (13) проверки области конфигурации (ОК) файла (12) конфигурации, кодированного в размеченном текстовом формате, и второй модуль (14) преобразования файла (12) конфигурации в базу данных (БД) двоичных параметров, выполненную с возможностью параметризации системы автоматического пилотирования, подтвержденной для упомянутой области конфигурации (ОК).

4. Система автоматического пилотирования по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что средства (20) загрузки и хранения содержат устройство (21) идентификации пользователя (22), подключающегося к системе автоматического пилотирования, устройство (23) загрузки базы данных (БД) и запоминающее устройство (24) для хранения базы данных (БД).

5. Система автоматического пилотирования по одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что ядро (39) программного обеспечения содержит по меньшей мере пять элементарных ячеек:

- первую ячейку (40) выработки совокупности переменных внешнего контекста,

- вторую ячейку (41) выработки совокупности переменных эксплуатационного контекста,

- третью ячейку (42) выработки исполнительных логических схем системы автоматического пилотирования по меньшей мере в зависимости от переменной эксплуатационного контекста,

- четвертую ячейку (43) управления командами наведения или пилотирования, подаваемыми пилотом или системой автоматического пилотирования,

- пятую ячейку (44) управления режимами и правилами наведения или пилотирования системы автоматического пилотирования;

при этом каждая из ячеек содержит программный механизм, параметризуемый при помощи базы данных (БД) двоичных параметров.

6. Система автоматического пилотирования по п. 5, отличающаяся тем, что ядро (39) программного обеспечения дополнительно содержит ячейку (45) управления интерфейсом «человек-машина» (ИЧМ), выполненную с возможностью адаптации ИЧМ по меньшей мере в зависимости от переменной внешнего или эксплуатационного контекста.

7. Способ автоматического пилотирования на борту летательного аппарата, включающий в себя этап сбора сигналов летательного аппарата, этап взаимодействия с экипажем и этап обработки выходных сигналов, отличающийся тем, что дополнительно содержит этапы вычисления, параметризуемые при помощи базы данных (БД) двоичных параметров, для:

- выработки внешнего контекста при помощи совокупности переменных, характеризующих условия, внешние относительно системы автоматического пилотирования, и генерируемых на основании сигналов летательного аппарата;

- выработки эксплуатационного контекста при помощи совокупности переменных, характеризующих эксплуатационные условия, внутренние относительно системы автоматического пилотирования, генерируемого на основании сигналов летательного аппарата или переменных внешнего контекста;

- выработки исполнительных логических схем системы автоматического пилотирования, связывая с событием активации по меньшей мере внешний или эксплуатационный контекст и тип активации;

- управления командами наведения и пилотирования, подаваемыми пилотом или вычисляемыми системой автоматического пилотирования на основании события активации для данного контекста;

- управления режимами и правилами наведения и пилотирования при помощи совокупности сегментов наведения, связанной с по меньшей мере одной логической схемой активации, конфигурацией пилотирования или динамикой наведения.

8. Способ автоматического пилотирования летательного аппарата по п. 7, отличающийся тем, что этап выработки внешнего контекста включает в себя этапы вычисления, на которых:

- идентифицируют подлежащие выработке переменные внешнего контекста, определенные в базе данных (БД) двоичных параметров,

- для каждой переменной внешнего контекста:

• идентифицируют математическую операцию, определенную в базе данных (БД) и позволяющую выработать переменную внешнего контекста,

• идентифицируют значения сигналов летательного аппарата, необходимые для математической операции,

• вычисляют переменную внешнего контекста посредством математической операции и значений сигналов летательного аппарата.

9. Способ автоматического пилотирования летательного аппарата по одному из пп. 7, 8, отличающийся тем, что этап выработки эксплуатационного контекста включает в себя этапы вычисления, на которых:

- идентифицируют подлежащие выработке переменные эксплуатационного контекста, определенные в базе данных (БД) двоичных параметров,

- для каждой переменной эксплуатационного контекста:

• идентифицируют математическую операцию, определенную в базе данных (БД) и позволяющую выработать переменную эксплуатационного контекста,

• идентифицируют значения переменных внешнего контекста и данных внутреннего состояния АП, необходимые для математической операции,

• вычисляют переменную эксплуатационного контекста посредством математической операции и значений сигналов летательного аппарата и переменных внешнего контекста.

10. Способ автоматического пилотирования летательного аппарата по одному из пп. 7, 8, отличающийся тем, что этап выработки исполнительных логических схем состоит в вычислении - для совокупности логических схем, связанной в базе данных (БД) двоичных параметров с событием активации, предоставляемым системой автоматического пилотирования, - булевого условия удовлетворения логической схемы при помощи переменных внешнего или эксплуатационного контекста, при этом совокупность исполнительных логических схем, связанную с событием активации, можно применять для управления командами наведения и для управления режимами и правилами автоматического пилотирования.

11. Способ автоматического пилотирования летательного аппарата по одному из пп. 7, 8, отличающийся тем, что на этапе управления командами наведения или пилотирования:

- вычисляют значение команды наведения:

• идентифицируя математическую операцию, описанную в базе данных (БД) и позволяющую вычислить значение команды,

• идентифицируя значения параметров в базе данных (БД), необходимые для математической операции,

• вырабатывая значение команды посредством вычисления при помощи математической операции, параметров операции и сигналов летательного аппарата,

- определяют параметры команды наведения, описанные в базе данных (БД).

12. Способ автоматического пилотирования летательного аппарата по одному из пп. 7, 8, отличающийся тем, что на этапе управления режимами и правилами наведения и пилотирования:

- идентифицируют сегмент наведения, стимулируемый событием активации в соответствии с логической схемой активации,

- идентифицируют по меньшей мере одну подлежащую выработке команду наведения или пилотирования, подлежащее активации правило наведения, подлежащую применению конфигурацию пилотирования или подлежащую активации охватывающую защиту.

13. Способ разработки системы автоматического пилотирования, предназначенной для летательного аппарата, по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что он содержит этап определения области конфигурации (ОК), причем упомянутая область конфигурации (ОК) за счет параметризации может охватывать широкий спектр эксплуатационных потребностей системы автоматического пилотирования, и этап программирования и сертификации нескольких общих программных механизмов.

14. Способ обслуживания системы пилотирования, предназначенной для летательного аппарата, по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что он содержит этап идентификации пользователя, подключающегося к системе автоматического пилотирования, этап загрузки базы данных (БД) двоичных параметров для параметризации общего ядра программного обеспечения и этап сохранения на борту летательного аппарата, при этом система автоматического пилотирования выполнена с возможностью считывать в эксплуатационной конфигурации двоичные параметры из базы данных (БД).