用于将飞行中飞机驾驶舱向地面服务记录和实时传输的系统的制作方法

用于飞机监控和驾舱或驾驶舱记录的系统、方法和设备，更具体地讲，可以实现为确定关于在飞机的监控区域内发生的事件的实时信息的系统。

背景技术：

当前用于飞机监控和驾舱或驾驶舱记录的系统在许多方面存在不足。例如，如果客机坠毁，检索有关坠机原因或事故原因的可靠数据的唯一方法就是检索所谓的黑匣子飞行记录器。许多小型飞机没有这种飞行记录器，使得调查人员、保险公司和安全监管人员很难重构导致事故的事件。此外，有时很难追回飞机飞行记录器，有时甚至根本无法追回它们。例如，法航447班机坠入了大西洋，并且使用了将近两年的时间追回飞行记录器。再举一个例子，马来西亚航空370班机假定坠入了印度洋，两年多后，仍然未追回残骸或飞行记录器。实际上，目前平均每年平均有400多起导致一人或多人死亡的飞机事故，其中许多是根本没有飞行记录器的小型飞机。

即使重新获得了飞行记录器，它也不一定提供有关导致事件或事故的活动的完整信息集。例如，许多飞行记录器记录了驾驶员在驾驶舱中的声音，但是它们没有记录飞行员的图像、没有记录他们在做什么、甚至没有指示他们是否出现在驾舱上、甚至是否有意识，例如就像heliosairways522航班发生的情况一样。在那次飞行中，由于飞机在高空减压，整个飞机都无法使用，而且由于飞机没有通讯，也没有办法获得驾舱照片确定机组人员的状况，因此必须对军用飞机进行扰乱以目视验证发生了什么。

此外，许多坠机是飞行员的错误或对仪表或飞行情况的误解造成的。在这种情况下，如果有可以在紧急飞行情况下确定事故或坠机的方法(飞行员可以使用此类资源)，则有可能甚至可能独立的飞行专家或人工智能飞行系统在预防事故或坠机方面具有实质性的帮助。即使是经验丰富的专业飞行员也会犯一些简单的错误，可以通过客观的独立建议迅速予以纠正。例如，法航447航班完全在飞行员的控制下，在机头朝上的失速中停留了3分钟以上，仪器板上的多个指示器指示失速情况的要素，直到它从38,000英尺高坠入大海。在那3分钟内的某个时刻，可以很容易地防止失速和最终的坠毁，飞行员仅通过某些仪器指示飞机的状态，将机头指向下方，并在机翼上重新获得足够的气流，引导飞机再次飞行。

在其他情况下，劫机者有可能破坏驾舱，除非劫机者选择交流，否则对飞机的情况往往了解甚少。例如，在2001年9月11日对美国的攻击中，当地面控制员意识到情况的严重性时，已经过去了很长时间，因为攻击者没有通过空中交通管制频率进行任何通信。实际上，根据乘客到地面的呼叫，有几个人在飞机主管或空中交通管制人员知道之前就已经知道飞机的确切状况。时至今日，还没有地面控制员独立查看客机驾舱状态的系统。

对于私人飞机也存在类似的情况。私人飞机每年发生的事故要比客机多，并且它们少有记录事故或在飞行紧急情况下提供帮助的装备。

在飞机上安装任何可能会从仪器或飞机上安装的其他系统获取读物的东西，都需要漫长而昂贵的认证程序，这一事实使上述问题更加严重。在飞机上将任何东西以任何方式连接到仪器或现有飞机系统，通常都会违反飞机的适航证。

所以需要的是一种系统，该系统完全独立于飞机的现有航空电子设备和系统，但仍可以监控影响飞机及其运行的主要元素。

技术实现要素：

提供了用于监控飞机的系统、方法和设备。该系统、方法和设备配置为监控影响飞机及其运行的主要元件并从其获取信息。该系统配置为独立于且不受现有航空电子设备和飞机运行与制导组件的束缚而获得信息。

该系统、方法和设备获得关于飞机的信息，其可以包括例如但不限于，通过监控飞机的航空电子设备和仪器而获得的信息，包括驾驶舱的音频和视频两者，以确定飞行员的活动(包括他们的存在)，还包括驾驶舱中的声音(例如，声音警报、飞行员或其他在驾驶舱中的谈话)，及通过驾驶舱窗口的观察以提供飞机运行中的外部情况或天气的一些指示。

另外，本系统、方法和设备，不是仅将监控到的信息(例如上述元素)记录到记录设备(必须确定其完好无损，以确定其内容)，在飞行过程中，系统可以将上述元素无线地传输到位置、设施、航空公司运营中心或其他合适的地面系统。根据一些实施例，当在飞行中的某些情况下或由飞行员激活时，传输可以选择性地发生。

另外，根据一些实施例，系统配置为在恰当时与飞机的飞行员通信，这优选地独立于飞机的常规无线电装置是否可操作,或飞机是否在飞行空中交通管制或其他地面收发器的范围外而完成。

本发明提供了以上的能力以及更多。尽管可以在特定实施例中公开特征，但是本发明的实施例可以实现本文公开的特征中的一个或多个或组合。

附图说明

图1是描绘根据本发明的系统的示例性实施例的示意图，示出了用于成像的设备和用于管理信息的相关组件。

图2a是驾驶舱的透视图，示出了如从驾驶舱的后部向前观察时的坐在驾驶舱中的两个飞行员。

图2b是图1所示的驾驶舱的透视图，示出了坐在驾驶舱中的飞行员。

具体实施方式

图1中公开了基本发明，并且本文中进一步描述了基本发明，以及描述了可以在不限制或脱离范围的情况下修改为本发明的要素的选项。为了本公开的目的，本发明称为实时飞行记录器系统(rfrs)。

首先，参考图1，示出了根据本发明的系统的示例性实施例。在所描绘的实施例中，rfrs示出为包括照相机102，照相机102通常具有广角镜101a、麦克风和扬声器101b。如图1所示，麦克风扬声器101b和照相机102可以包含在单个壳体内，或者根据替代实施例，也可以分开地安装。优选地，照相机、扬声器和麦克风安装在驾驶舱101中的位置，该位置不会干扰飞机的运行，但是仍然提供了驾驶舱101和飞行员的视图，例如但不限于，图2a和2b分别示出了驾驶舱201和101。例如，如图2a和2b所示，照相机确定了驾驶舱视图的图像，在此图像中成像并记录了在飞行过程中运行的许多飞机仪器。该图像可以在飞行期间(或飞行之后)传输到地面部分120，以提供飞行期间关于飞机的状况的信息。该信息可以包括实时信息。根据一些替代实施例，从组件(例如，从照相机和传感器)获得的信息可以由rfrs的飞机部分100处理，并且从图像或传感器信息获得的处理后的数据可以从飞机部分100传输至地面部分120。组件115可以配置有软件或其他人工智能，以识别或检测飞机的状况(基于照相机和/或其它传感器)，并在状况达到或超过阈值时提供警报。另外，在不脱离本文公开的本发明的范围的情况下，图1中所示的单个照相机机102实际上可以是两个或更多个照相机，以提供对驾驶舱的完全覆盖。另外，如本领域技术人员所公知的，照相机、麦克风和扬声器可以是微型类型的，从而可以将它们的位置隐藏、忽略或掩饰成其他仪器或开关的一部分，并且因此，劫机者或其他未经许可进入驾驶舱的人不容易识别。照相机102和麦克风设置为主要在紧急情况期间在驾驶舱101中记录图像和音频，但是可以设置为在任何时间记录，包括飞行的整个持续时间或用于训练目的的时间。记录设备连接到驻留在飞机上的系统100，但不是电源连接(配置或安装该系统以从飞机接收电力)，否则该记录设备绝不连接到任何其他飞机系统，并且因此，它易于安装在已经运行的飞机上和/或不影响飞机的适航证。

除了照相机102、麦克风和扬声器101b之外，rfrs的飞机部分100还包括当系统注意到某些声音或图像时自动记录和/或发送图像、声音片段或完整视频的装置。可以设置收听电路。例如，收听电路可以处理来自照相机102、麦克风或其他检测组件(例如传感器，其可以成为照相机102的一部分，或者可以单独地设置为与系统组件相关联)的输入。压缩、格式化和加密106可选的记录功能102、记录触发功能104以及可选的连续完整视频和音频105，以准备通过链路108到具有合适天线110的卫星无线电收发器109可选地传输到rfrs的地面部分120。根据一些实施例，地面部分120可以配置成包括用于通过卫星(例如，由卫星112表示的卫星链路和图1中描绘的链路111、113)传输和接收通信的卫星收发器114。系统100的飞机部分还可包括与飞机的传感器分开的传感器，可选地包括气压传感器和加速度传感器以及姿态传感器(未示出)。示出了rfrs的飞机部分100，其中包含监控计算机或控制电路装置107。根据本发明的一些实施例，与rfrs的飞机是可分开的功能相反，rfrs的飞机部分100的所有功能元件可以包含在单个计算机或可编程电路装置内，而不背离范围。根据其它实施例，可以以一种或多种分开的布置来设置功能元件，例如，其中照相机102和/或收集或提供信息的其它传感器与运行电路或处理组件以及传输组件分开地设置。

根据一些实施例，系统组件可以一起设置在壳体中。可以配置实施例，其中可以将一个或多个组件(例如，照相机镜头、传感器或麦克风)与壳体分开地放置，并且隐藏在驾驶舱仪器、开关、面板和/或其他内部组件中。不位于壳体内的一个或多个组件优选地连接至壳体或壳体内的一个或多个其它组件。这可以通过适当的连接来完成，该适当的连接可以是有线的或无线的(其中传输不会干扰飞机仪器组)。

在运行中，各种传感器可以单独地或协同地运行以将情况记录到监控装置，以使得记录图像和音频或视频和音频,并且可选地将它们立即发送或者保存以供后续发送。触发点或组合可以在安装之前由程序设置、在单次飞行之前由程序设置、或实时由程序设置，并且该程序可以可选地在本地更新，也可以通过另一个站点的无线电链接更新。例如，如果rfrs在仪器面板上检测到某个特定的指示灯、或者检测到来自仪器的警告音频、或者检测到异常声音，则可以开始记录。如果音频检测到飞行员说的某个单词或序列，例如，“求救信号(mayday)”或“救命(help)”或者仅是飞行员已知但未经授权的人员不知道的数字序列，则还可以将音频设置为触发记录。这样，在紧急情况下，飞行员可以以最小的额外工作量触发记录和传输系统。

另外，可以将飞机上的rfrs部分100设置为在飞行中或在向飞机供电时的所有时间连续地记录，并且可以在rfrs飞机部分100内部放置足够的存储器以存储飞行全程的音频和视频的价值。例如，在低损耗压缩下记录12个小时的低运动等级视频可能只需要8gb的内存，这很容易通过rfrs100飞机中的现代闪存或其它非易失性存储器来提供。该视频可选地可以随时通过卫星链路(由卫星112和链路111、113表示)链接到rfrs的地面部分120，也可以在发送紧急情况的信号时以相反的时间顺序(即最近一次)转储。以这种方式，可以控制传输以优先处理导致紧急情况的事件，将该事件首先传输到rfrs的地面部分120。

可选地，加速度传感器、姿态传感器和机舱气压传感器可以结合使用，以指示飞机何时起飞和爬升或着陆，这是紧急情况和事变最常发生的时间，并且系统编程为仅记录或仅记录和传输、或仅在这些时间段内传输。

传感器读数、阈值(包括声音和图像)的许多组合可以在飞机100中的rfrs的监控装置上的程序中进行组合，这可以由飞机紧急情况和系统领域中的实践者构思出来，而不背离本范围。

当地面部分120经由卫星链路(参见例如，卫星112和链路111、113)接收到来自rfrs飞机部分100的音频和视频时，可以将其存储并可选地通过包含在组件115(例如可以是被连接以经由卫星收发器114从rfrs的飞机部分100接收信息的计算机)中的自动化人工智能系统或者由受过训练以在紧急情况下协助飞行员的人员(未示出)立即进行分析。如果飞机处于检测到的或宣布的紧急情况中，则人工智能功能或人员可以在飞机上使用卫星链路和扬声器，以便在适当时向飞行员提供建议。

此外，rfrs可以将视频和音频从飞机分发到当局或航空公司的飞行运营部门、或需要接收此类信息的任何其他特定的实体或机器、或其任何组合。

例如，如果该rfrs系统安装在大西洋中部的法航447上，飞机部分传感器就可以检测到飞机的异常的姿态和加速度，并立即开始将驾驶舱状况的视频和音频通过卫星链路发送到在巴黎的法航飞行运营处。巴黎的飞行操作人员更为客观，因为他们不在驾驶舱中，可以很容易地看到多个表明飞机处于失速状态的仪器面板指示器，并且可以观察到飞行员采用了错误的方法使飞机脱离失速状态，并且可以通过卫星链路直接通信到飞机驾舱，而无需通过多个地面控制员和未知的地到飞机的通信条件进行中继，并且有可能挽救飞机。即使挽救飞机和乘客的尝试最终没有成功，但至少飞行操作人员将立即了解飞机坠落的原因，而不必等待近两年的时间才能发现飞行记录器。

本发明的实施例还包括飞机，其配置有照相机102和/或用于检测飞机内的活动(驾驶舱、机舱或其他空间内的个人行为或吸烟等)或飞机的活动(飞机的运动，例如可以包括高度、速度和其他可检测的运动)的系统组件。该系统优选地与飞机本身的其他仪器组分开部署在飞机中。照相机102、麦克风、扬声器或系统的其它组件(包括其它传感器)可以与飞机的其它组件(例如测量系统传感器也可以测量什么的飞机仪器组)分开地设置。通过将系统电源连接到飞机的电源，例如发生器、电池、电源端子或其它电源，可以在飞机上实现该系统。系统可以直接从飞机电源接收电力、或者系统可以配置有它自己的电源，例如可充电电池、或这些的组合，其中飞机电源为系统电池充电。然而，根据优选实施例，系统确定由系统组件而不是由飞机仪器组感测到的信息(例如，飞机机舱或驾驶舱内的活动、诸如高度、速度等的运行状况)。尽管飞机配置有可以在驾驶舱的仪器面板上显示指示的仪器组和传感器，但是rfrs系统组件与飞机仪器组是分开的，并且rfrs系统使用这些单独设置的系统组件来确定信息，以将信息传送给远离运行飞机的位置。如图1所示，飞机优选地配置为携带系统收发器109和天线110，它们配置有系统的通信机构和传感器(例如照相机102)，以将信息通过卫星通信链路(参见例如，112和111、113)提供到系统的地面部分120。飞机可以配置为使得用于感测活动的系统组件位于飞机面板内的不同位置，以便使不法之徒更难禁用该组件。例如，可以在一架飞机上并且在另一架飞机上的不同位置将照相机镜头放置并隐藏在特定的仪器面板、灯、按钮或开关内。根据一些优选实施例，系统组件在建造时安装在飞机上。根据一些其它实施例，该系统安装在构造完成的飞机中。

该系统、方法和设备还提供订户可以接收的服务。本发明的实施例设计为提供一种用于接收所确定的信息的订户系统，其中可以在一个或多个订户中管理用于一架或多架飞机的信息。例如，该服务可以与系统一起实现，并且可以传送信息以驻留在订户帐户中。例如，系统的一部分可以包括一个或多个计算组件、数据存储库或其他存储装置，其接收从系统的飞机部分传送来的信息。例如，可以周期性地(或在存在或检测到活动或其他触发条件时，周流式地、或周期性地和流式传输)将来自照相机102的图像传输到远离系统的地面部分的位置。地面部分可以配置为从飞机部分接收的传输中捕获数据，并处理该信息。根据一些实施例，该系统配置为订户系统，并且即使飞机在飞行中，订户也可以订阅以接收对系统提供的信息的访问。系统的订户侧优选地位于(被授权的)订户可以访问的系统的地面部分。可以订阅该信息，并且订户系统还可以包括警报系统，该警报系统配置为向订户提供通知。例如，根据一种实现方式，可以(通过订户偏好或其他方式)预设订户通知参数以从指示触发事件已经发生或已经被检测到的飞机系统在接收信息的订户账户向订户提供警报。订户可以订阅一个或多个订阅组件，例如飞机、承运人、地区或其他特性，以便该订户接收与该订户感兴趣的特定飞机有关的信息。在允许订户访问信息之前，可以向订户提供批准和授权。也可以对订户通信进行加密。其他订阅要求可能是订户购买或维护订阅的帐户、联系人、支付系统。潜在的订户中包括例如航空当局或政府机构、执法机构、军事机构或其它监管机构或组织。订户系统可以配置在计算组件上，该计算组件可以包括具有处理器的计算机、以及在计算组件上维护或与计算组件关联的存储组件，从而可以存储信息并从该存储组件中检索信息。存储组件可以是硬盘驱动器、闪存、计算机的驱动器、远程链接的驱动器或其它合适的数据存储元件。例如，订户系统计算机可以配置有包含用于处理来自系统的飞机部分的信息的指令的软件。例如，订户系统计算机可以配置为存储和分发从飞机系统部分获得的飞机信息(例如记录)，并将其分发给适当的飞行操作人员、教练员、当局等。这些组织或个人可以是订户。还可以为订户提供不同的访问级别，以便某些订户可以访问与其他订户不同的信息(基于公司的隶属关系、订户的聘用、组织内的职务或职位级别等)。订阅可以设置为按月、按年或其他付筹方式提供和开具发票的服务。

这些和其它优点可以通过使用本文公开的发明系统、方法和设备来获得。尽管已经参考特定实施例描述了本发明，但是该描述是示例性的，并且不应解释为限制本发明的范围。例如，感知组件可以包括一个或多个照相机和多个传感器，并且可以设置在飞机的不同位置。该配置可以提供传感器的冗余或用于视点位置的替代位置等。对于本领域技术人员而言，在不脱离本文所述和所附权利要求书所阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种修改和改变。