Procedimiento de tratamiento del seguimiento multi-sensor con reducido tiempo de latencia.

Procedimiento de tratamiento del seguimiento de objetivos aéreos que evolucionan en un espacio de interés detectados mediante una pluralidad de sensores (102,

103), caracterizado porque:

• las detecciones procedentes de los sensores (102, 103) son sintetizados bajo la forma de detecciones de un único radar ficticio sincronizado para una pluralidad de sectores (404) virtuales internos temporales de duración determinada,

• el procedimiento comprende una etapa previa que establece una rejilla (501) bidimensional de un plano de proyección estereográfico del espacio de interés, estando dividida la rejilla (501) bidimensional en una pluralidad de células (510, 511, 512) de forma rectangular,

• el sistema de rastreo memoriza en una memoria tampón todas las detecciones (403) realizadas durante al menos un sector (404) virtual interno,

• una función (302) de correlación calcula una correlación (502) de las detecciones con unas pistas (503, 504) sobre la base de un primer criterio de proximidad entre las células de la rejilla (501) bidimensional que contiene las detecciones (502) y las pistas (503, 504), siendo desencadenada la función (302) de correlación mediante un mensaje de fin del sector (404) virtual interno, siendo efectuada la correlación en base a unas detecciones memorizadas durante el sector (404) virtual interno.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09177900.

Solicitante: THALES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 45, RUE DE VILLIERS 92200 NEUILLY SUR SEINE FRANCIA.

Inventor/es: BAUD, OLIVIER, HONORE,NICOLAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01S13/72 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01S LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION; DETERMINACION DE LA DISTANCIA O DE LA VELOCIDAD MEDIANTE EL USO DE ONDAS DE RADIO; LOCALIZACION O DETECCION DE PRESENCIA MEDIANTE EL USO DE LA REFLEXION O RERRADIACION DE ONDAS DE RADIO; DISPOSICIONES ANALOGAS QUE UTILIZAN OTRAS ONDAS.G01S 13/00 Sistemas que utilizan la reflexión o la rerradiación de ondas de radio, p. ej. sistemas de radar; Sistemas análogos que utilizan la reflexión o la rerradiación de ondas cuya naturaleza o longitud de onda sea irrelevante o no especificada. › para el seguimiento en dos dimensiones, p. ej. combinación de seguimiento en ángulo y en distancia, radar de detección y seguimiento automático "track-while-scan".
  • G01S13/91 G01S 13/00 […] › para el control de tráfico (G01S 13/93   tiene prioridad).
  • G08G5/00 G […] › G08 SEÑALIZACION.G08G SISTEMAS DE CONTROL DE TRAFICO (control de tráfico ferroviario, seguridad del tráfico ferroviario B61L; sistemas de radar o sistemas análogos, sistemas sonar o sistemas lidar especialmente adaptados para el control del tráfico G01S 13/91, G01S 15/88, G01S 17/88; sistemas de radar o sistemas análogos, sistemas sonar o sistemas lidar especialmente adaptados para anticolisión G01S 13/93, G01S 15/93, G01S 17/93; control de posición, rumbo, altitud o actitud de vehículos terrestres, de agua, el aire o el espacio, no es específico para un entorno de tráfico G05D 1/00). › Sistemas del control del tráfico aéreo.

PDF original: ES-2536525_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento de tratamiento del seguimiento multi-sensor con reducido tiempo de latencia La presente invención se refiere a un procedimiento de tratamiento del seguimiento multi-sensor con reducido tiempo de latencia. Se refiere particularmente a los sistemas de rastreo de aeronaves implementados en la gestión del tráfico aéreo.

El control del tráfico aéreo, o ATC según el acrónimo de Air Traffic Control, permite a unos controladores aéreos asegurar la ejecución segura, rápida y eficaz de los vuelos de las aeronaves en el espacio aéreo bajo supervisión.

Su papel es principalmente prevenir las colisiones entre las aeronaves y el terreno o los vehículos, así como las colisiones en vuelo entre aeronaves. Consiste también en acelerar y ordenar la circulación aérea, en proporcionar a las aeronaves los avisos y notificaciones útiles para la ejecución segura y eficaz del vuelo, tales como las informaciones meteorológicas, la información sobre el estado de los medios de navegación en el terreno y la información sobre el tráfico. Consiste finalmente en proporcionar un servicio de alerta para prevenir a los organismos apropiados cuando las aeronaves tienen necesidad de ayuda de los cuerpos de socorro y de salvamento, y a prestar a estos organismos la colaboración necesaria. El documento EP 0 926 511 describe un ejemplo de sistema ATC en base a un procedimiento mejorado de correlación que se refiere particularmente a unos objetivos cuyas trayectorias se cruzan. Otro ejemplo de sistema ATC se describe en el documento EP 0 351 654 que propone un procedimiento de conversión de coordenadas para un sistema de control de tráfico aéreo.

Los datos necesarios para la gestión del control del tráfico aéreo proceden esencialmente de una pluralidad de sensores. Entre estos sensores, unos radares primarios de vigilancia o PSR según el acrónimo de Primar y Surveillance Radars, proporcionan unos ecos de los objetivos, a través de unas informaciones de azimut, de distancia y de instante de detección.

Se proporcionan también unos datos por parte de unos radares secundarios de vigilancia o SSR según el acrónimo de Secondar y Surveillance Radars; un SSR envía unas señales a unos objetivos. Cuando estos objetivos son unas aeronaves equipadas con transpondedores, estos últimos envían de vuelta unas informaciones, que son recibidas por el SSR. Las informaciones recibidas por el SSR comprenden la distancia y el azimut, así como las informaciones complementarias proporcionadas por el transpondedor según su tipo. De ese modo un transpondedor compatible con el modo A/C proporciona unos datos de identificación de la aeronave (modo A) , y un dato de altitud barométrica (modo C) . El conjunto de los datos proporcionados por un SSR permite por lo tanto una identificación de las aeronaves que evolucionan en su campo de visión, así como el conocimiento de sus posiciones respectivas en un espacio tridimensional. Existen además unos transpondedores equipados con un modo perfeccionado o modo S, que proporcionan bajo demanda los mismos datos que el modo A/C, además de una identificación unívoca de la aeronave codificada en 24 bits, y medios de comunicación bilateral de diversos datos. El documento US 6.573.858 propone un procedimiento de seguimiento multi-sensor que utiliza unos sensores PSR y/o SSR de ese tipo.

Otros datos de localización de aeronaves y objetivos en el terreno son proporcionados por unos sensores de multilateralización o MLAT, que consisten en una pluralidad de antenas omnidireccionales diseminadas sobre el terreno, que reciben unas señales enviadas por una aeronave con el fin de localizarla. Estas señales pueden ser no solicitadas, o bien enviadas por la aeronave en respuesta a unas señales procedentes de radares. Unos cálculos que tratan sobre las diferencias entre los tiempos de recepción de estas señales por al menos dos antenas permiten determinar la posición de la aeronave. Este tipo de sensor se utiliza ampliamente para la vigilancia de los movimientos en el terreno en unas zonas del aeropuerto y en las zonas de aproximación. Se utiliza otra técnica que procede de una manera similar para la localización de aeronaves fuera de las zonas de aproximación de los aeropuertos, en base a las señales recibidas por una pluralidad de antenas omnidireccionales dispuestas sobre unas zonas geográficas mucho más amplias; esta técnica lleva el nombre de WAM, según el acrónimo de Wide Area Multilateration.

Existen también unos sistemas de vigilancia automática y dependiente de las aeronaves, conocidos bajo los acrónimos de ADS por Automatic Dependent Surveillance. Un primer sistema de ADS, denominado ADS-C según el acrónimo para Automatic Dependent Surveillance -Contract, se utiliza esencialmente para las zonas en las que están disponibles pocos sensores de otros tipos, por ejemplo las zonas desérticas u oceánicas. Las aeronaves que están equipadas con ellos difunden por radio hacia un satélite de comunicación unos datos relativos a su posición, por ejemplo determinada por un calculador embarcado en base a los datos proporcionados por un receptor de geolocalización por satélite o GPS según el acrónimo de Global Positioning System, y/o por una central de inercia. Se difunden otros datos tales como unos datos sobre la ruta diseñada por la aeronave, las velocidades de la aeronave con relación al aire y al suelo, unos datos meteorológicos (fuerza y dirección del viento, temperatura, etc.) . La difusión de estos datos por la aeronave puede hacerse de manera periódica, o bien en relación a ciertos eventos, o incluso en caso de una situación de urgencia. Los datos son transmitidos a continuación por el satélite y son recibidos por una antena dedicada.

Un segundo sistema de ADS se denomina ADS-B según el acrónimo de Automatic Dependent Surveillance -Broadcast. Las aeronaves que están equipadas con ellos difunden por radio los datos descritos anteriormente con

referencia al ADS -C, directamente hacia una antena en el suelo. La transmisión se realiza de manera periódica, a una frecuencia muy elevada, de al menos una emisión por segundo.

El seguimiento multi-sensor o rastreo multi-sensor, es el proceso que, a partir de una pluralidad de detecciones transmitidas por diferentes sensores entre los sensores anteriormente citados, permite:

reconocer entre las detecciones a su disposición, aquellas que muestreen la trayectoria de cada aeronave presente en la cobertura de detección de cada sensor,

reconstituir lo más precisamente posible las trayectorias de las aeronaves, es decir las pistas multi-radares.

Se habla de seguimiento multi-radar, o rastreo multi-radar, cuando los sensores son unos radares, particularmente del tipo PSR o SSR.

El seguimiento multi-radar se basa generalmente en una técnica de fusión de detecciones de radar o MPVU, según el acrónimo de Multiple Plot -Variable Update. Mediante esta técnica, cada punto, o "contacto", procedente de la detección de una misma aeronave es procesado lo más rápidamente posible, con el fin de poner al día la pista multiradar correspondiente en los mejores plazos. Existen otros procedimientos conocidos de seguimiento multi-radar, pero entre ellos, la MPVU es la que proporciona una mayor precisión. En cualquier caso esta precisión supone una complejidad relativa de los cálculos ejecutados por el sistema de rastreo. Una complejidad de los cálculos implica una fuerte latencia introducida por el sistema de rastreo, pudiendo ser definida esta latencia como la diferencia de tiempo calculado entre el momento de salida de la información del sistema de rastreo, y el momento de recepción de los datos de entrada.

El TIS-B, acrónimo de Traffic Information Service -Broadcast, es un servicio que permite difundir unas informaciones de tráfico a unos sistemas aeroportuarios, y particularmente a los pilotos de las aeronaves. La difusión de informaciones se asegura por unas estaciones en el suelo que emiten desde el suelo hacia al aire, unas informaciones de vigilancia. El TIS-B no requiere de transmisión de informaciones o de acuses de recibo de los mensajes TIS-B por parte de las aeronaves. Por el contrario, para que el sistema sea eficaz, es indispensable que el tiempo de latencia de toda la cadena de transmisión de las informaciones sea reducido. El tiempo de latencia de toda la cadena de transmisión comprende el tiempo a contar desde la recepción de la información por los diversos radares y sensores, pasando por el tratamiento de la información por los radares y sensores, la transmisión de la información hasta el centro de control del tráfico aéreo, el tratamiento de los datos de entrada en el centro de control del tráfico aéreo, el tratamiento de los datos propiamente dichos por el sistema... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de tratamiento del seguimiento de objetivos aéreos que evolucionan en un espacio de interés detectados mediante una pluralidad de sensores (102, 103) , caracterizado porque:

las detecciones procedentes de los sensores (102, 103) son sintetizados bajo la forma de detecciones de un único radar ficticio sincronizado para una pluralidad de sectores (404) virtuales internos temporales de duración determinada,

el procedimiento comprende una etapa previa que establece una rejilla (501) bidimensional de un plano de proyección estereográfico del espacio de interés, estando dividida la rejilla (501) bidimensional en una pluralidad de células (510, 511, 512) de forma rectangular,

el sistema de rastreo memoriza en una memoria tampón todas las detecciones (403) realizadas durante al menos un sector (404) virtual interno,

una función (302) de correlación calcula una correlación (502) de las detecciones con unas pistas (503, 504) sobre la base de un primer criterio de proximidad entre las células de la rejilla (501) bidimensional que contiene las detecciones (502) y las pistas (503, 504) , siendo desencadenada la función (302) de correlación mediante un mensaje de fin del sector (404) virtual interno, siendo efectuada la correlación en base a unas detecciones memorizadas durante el sector (404) virtual interno.

2. Procedimiento de tratamiento del seguimiento multi-sensor según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende igualmente una función (303) de asociación que asocia las detecciones a unas pistas en base a un criterio suplementario de diferencia de tiempo entre el instante de recepción de la detección de radar y el instante de recepción del mensaje de fin de sector (404) virtual interno que haya activado los tratamientos de correlación y de asociación (302, 303) , permitiendo el criterio una confirmación de la asociación (502) de la detección a la pista (503, 504) , una puesta al día de la pista (503, 504) y la supresión de la detección (502) de la memoria tampón, si dicha diferencia de tiempos es superior a un umbral determinado, permitiendo el criterio conservar la detección (502) en la memoria tampón para un tratamiento ulterior, si la diferencia de tiempos es inferior al umbral determinado.

3. Procedimiento de tratamiento del seguimiento multi-sensor según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las células (510, 511, 512) de forma rectangular tienen una forma cuadrada cuyo lado tiene una longitud predeterminada.

4. Procedimiento de tratamiento del seguimiento multi-sensor según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer criterio de proximidad permite elegir unas pistas (503, 504, 505) candidatas a la correlación con un punto (502) dado que corresponde a una detección, todas las pistas situadas en las 8 células (511, 512, 513) adyacentes a la célula (510) que contiene el punto (502) dado, y en dicha célula (510) .

5. Procedimiento de tratamiento del seguimiento multi-sensor según la reivindicación 4, caracterizado porque el primer criterio de proximidad permite elegir unas pistas (503, 504) candidatas a la correlación con un punto (502) dado que corresponde a una detección, todas las pistas situadas en las 3 células adyacentes a una de las 4 subdivisiones idénticas de la célula (510) que contiene el punto (502) dado, y en dicha célula (510) .

6. Sistema de control del tráfico aéreo caracterizado porque pone en práctica un procedimiento de tratamiento del seguimiento multi-sensor según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

 

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