一种航灯光强输出等级配置切换系统及其切换方法与流程

1.本技术属于航灯控制方案技术领域，尤其涉及一种航灯光强输出等级配置切换系统及其切换方法。


背景技术：

2.传统助航灯具中，滑行道中线灯的光强都是确定的，即滑行道中线直线段，主光束平均光强200cd以上，滑行道中线弯道段，主光束平均光强100cd 以上。但随着越来越多的机场采用a-smgcs高级地面引导系统，滑行道中线灯的光强要求有所不同，比如icao-附件14中，明确提出存在较高光强的高级地面活动引导的直线段和弯道段的高光强滑行道中线灯的光强图。从机场的使用和安装实施方反馈来看，也在反馈滑行道光强在部分区域内亮度不够，希望能提高光强的述求。所以，将一些不同光强配置要求的滑行道灯具整合在同一套灯具内，根据现场实际使用的要求，降低或提高光强输出就显得十分有必要。
3.实际使用时，其中航灯的输出(光强/照度等级)与输入电流的大小相匹配，受限于电源系统以及控制方式的限制，一般调光器的输出是固定的几个特定值，并根据输入航灯电流的大小由低到高分为若干级别，一般为五级，即所谓的五级调光系统，电源输入电流为一级，则航灯以一级光强输出，输入电流为二级，则以二级光强输出，以此类推，对于任意航灯器，当连接相同或同系列的调光器或电源，其同一级别时的输入电流相同，仅通过航灯内固化的控制电路将其转变为不同输出光强大小；根据航灯生产和使用规范的要求，在不同位置使用的航灯均对其正常工作时最低和最高照度有相应要求，因此一般航灯均为五级调光。
4.从灯具设计与光强要求的角度考虑，不同光强配置要求的灯具是可以统一到一套光学和结构构成的，当能够覆盖较高光强配置时，低光强只需调整驱动输出到led灯珠电流即可。然而实际中，由于灯具对外只有2pin的电缆线头，没有对外通信能力，往往更换配置需要拆开灯具，在电路板上进行调整，过程过于复杂，并且对于已经安装在道面上的灯具，更是不太可能去进行调整。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于，在不改变基础硬件，不需要对现有系统进行更改的前提下，提供一种可用于控制和管理航灯输出，使航灯能够以不同光强配置进行输出，以使其能够在规范和标准内外进行使用，拓展航灯使用范围，且便于实现的航灯光强输出等级配置切换系统及其切换方法。
6.为实现上述目的，本技术采用如下技术方案。
7.一种航灯光强输出等级配置切换系统，包括设置于航灯内的光强配置存储装置；
8.所述光强配置存储装置内存储有若干光强配置档次数据，光强配置档次数据对应航灯在不同功能需求下的光强输出参数；
9.还包括编码存储装置，所述编码存储装置内存储有配置识别序列；配置识别序列
由若干固定顺序的电流等级码组成；电流等级码与输入电流的等级对应；配置识别序列或配置识别序列的片段构成特定光强配置档次编码；
10.还包括电流等级记录装置，所述电流等级记录装置用于获取输入电流的大小和变化数据，生成对应的等级码信息；
11.还包括处理器，所述处理器用于：
12.a、基于电流等级记录装置读取生成的等级码信息，生成实时编码序列或实时编码序列片段；
13.b、比较实时编码序列或实时编码序列片段是否与光强配置档次编码匹配；
14.c、若匹配，则根据匹配结果调整对应的光强配置档次，并根据当前光强配置档次对应的光强输出参数调节航灯输出；若不匹配，则视为通用控制信号，则在当前配置下，根据输入电流等级的变化进行配置内光强调整。
15.前述航灯光强输出等级配置切换系统的进一步改进或者优选实施方案，所述光强输出参数，所述处理器还用于，在确定当前光强配置档次后，持续读取输入电流的信息，在未读取到到符合配置识别序列或配置识别序列片段的输入电流信号时，根据输入电流等级和当前光强配置档次来持续实时调节灯珠实际供电电压。
16.前述航灯光强输出等级配置切换系统的进一步改进或者优选实施方案，所述配置识别序列至少有一个，配置识别序列包括若干可关联的等级码，所述可关联是指：位于配置识别序列中特定位置的若干等级码，其对应电流的等级和变化数据符合预设要求；
17.所述预设要求是指：具体电流等级和时序排列顺序、或者具体电流等级和持续时间、或者具体电流等级和频次。
18.一种航灯光强输出等级配置切换方法，包括如下步骤；
19.步骤a、用于确定航灯不同的多个光强配置档次及光强配置档次数据的步骤；其中：
20.光强配置档次包括若干不同光强输出等级，所述光强输出参数由低到高分为多个光强输出参数，所述光强输出参数的总数与输入电流的可调等级总数对应，或者少于输入电流的等级总数；所述光强输出参数按照输出光强的大小顺序与输入电流的可调等级顺序匹配；
21.所述光强配置档次数据包括在相应的光强输出等级下，航灯灯珠的具体输出参数；
22.步骤b、用于生成和保存配置识别序列的步骤：所述配置识别序列至少包括一组已知的电流等级码序列；所述配置识别序列存储于编码存储装置中；
23.步骤c、用于记录和保存输入电流的等级和变化数据的步骤；具体包括：
24.在航灯开启后，按照预设筛选规则，依次筛选和记录若干次输入电流大小和变化数据，若满足筛选规则，则继续接收足够的数据形成等级码信息，若不满足筛选规则，则忽略相应数据重复进行获取新数据进行筛选；
25.步骤d、基于前述等级码信息生成实时编码序列或实时编码序列片段，根据编码序列或实时编码序列片段来调节航灯输出配置。
26.对前述航灯光强输出等级配置切换方法的进一步改进或者优选实施方案，所述预设筛选规则是指，开机后以固定周期t0为基础，获取持续时间短于t0周期且连续出现的前n
次电流等级{ii}；
27.若前n个电流等级{ii}及相应的电流等级持续周期{ti}均满足预设的排列顺序和持续时间，则认为启动配置切换任务，继续获取后序电流等级i
i j
和持续周期；并根据前n j个电流等级{i
i j
}生成对应的配置识别序列，根据具体的配置识别序列进行相信的光强配置切换操作；
28.其中n≥2，i＝1、2、3....n，j为0或正整数；固定周期t0是一个远小于航灯正常运行时各电流等级下的最低工作周期的时间。
29.对前述航灯光强输出等级配置切换方法的进一步改进或者优选实施方案，所述预设筛选规则是指，开机后以固定的周期序列{tr}为基础，获取电流持续时间符合周期序列{tr}的前r次电流等级{ir}；
30.若存在满足预设的排列顺序和持续时间的电流变化{ir}，则认为启动配置切换任务，继续获取后序电流等级i
r j
和持续周期；并根据前r j个电流等级{i
r j
} 生成对应的配置识别序列，根据具体的配置识别序列或片段进行相信的光强配置切换操作；
31.其中r≥2，j为0或正整数；周期序列{tr}中的任意一个周期均远小于航灯正常运行时各电流等级下的最低工作周期的时间。
32.对前述航灯光强输出等级配置切换方法的进一步改进或者优选实施方案，所述配置识别序列定义有多个标志位；
33.所述标志位按照前后顺序，包括一位唤醒位k、若干连续确认位{mm}；其中m＝1、2、3....且相邻的确认位元素不同；
34.唤醒位和确认位对应于已知且持续时间符合预设筛选规则的输入电流；确认位m1区别于唤醒位k，相邻的确认位mu和m(u 1)互异；
35.若检测到当前输入电流l0与唤醒位k匹配，则触发输入电流记录，等待下一次输入电流变化信号l1；否则仅在当前光强配置档次下，根据当前输入电流的等级进行配置内光强调整，并丢弃记录的数据重新开始检测；
36.若检测到l1与m1匹配，则继续等待下一次电流输入信号变化l2，并根据预设配置，以m1或k m1构成的配置识别序列来进行配置调整或者光强输出调整；否则仅在当前光强配置档次下，根据当前输入电流的等级进行配置内光强调整，并丢弃记录的数据重新开始检测；
37......
38.若检测到lt与mt匹配，则继续等待下一次电流输入信号变化l(t 1)，并根据预设配置，以mt或k m1 m1 ...mt构成的配置识别序列或者其片段来进行配置调整或者光强输出调整；否则仅在当前光强配置档次下，根据当前输入电流的等级进行配置内光强调整，并丢弃记录的数据重新开始检测。
39.其有益效果在于：
40.本技术的航灯光强输出等级配置切换系统及其切换方法，在充分考虑现有系统的技术限制以及现有航灯内可用结构的前提下，提出了一种在利用现有结构和功能的前提下，充分利用现有的调光器和电源的输出特点，结合航灯内部的处理器和电路来进行可控制的配置识别处理，使原先一般只能在单一配置模式下工作运行的航灯可以进行判断和识别，并根据输入电源的变化来进行配置变更，以使其具有更好的使用性能和共便捷的配置
切换方案。
附图说明
41.无附图。
具体实施方式
42.以下结合具体实施例对本技术作详细说明。
43.传统航灯结构中，例如传统led滑行道中线灯的实现，由调光器输出不同等级的回路电流以实现led灯具的不同光强输出，例如某型调光器的输出信号分为：1级：2.8a(1％)；2级：3.4a(2％)；3级：4.1a(8％)；4级：5.2a (30％)；5级：6.6a(100％)；
44.在规范标准的最大电流(即5级6.6a)时的光强作为标准光强测试数据，对于功能和用途不同的航灯具有不同的光强配置，但各航灯的输入端的等级 (对应航灯外调光器的输出电流值)是固定不变的，需要调整的仅仅只是输出的光强(通过航灯内部固有的控制电路来实现)；针对不同航灯的配置光强，对应如表1所示：
45.表1不同航灯的光强配置参数示意
46.调光器输出等级航灯a：配置1航灯b配置2航灯c配置31级：2.8a1cd2cd4cd2级：3.4a2cd4cd8cd3级：4.1a8cd16cd32cd4级：5.2a30cd60cd120cd5级：6.6a100cd200cd400cd
47.如表1所示，航灯中led的灯珠特性在电流增大时，led输出光强呈类似于线性的增加，所以，不同配置之间的根本性差异，是由输出到led灯珠上的电流，由输入电流至灯珠上电流大小的改变则通过航灯内置电路来实现，现有设计中内置电路虽然理论上可以实现任意电流的自由调节，但由于调光器输出等级是固定的，因此对应的灯珠工作电流也相对固定。
48.在前述基础上，结合现有技术，本技术提供的具体方案如下：
49.一种航灯光强输出等级配置切换系统，包括设置于航灯内的光强配置存储装置；
50.光强配置存储装置内存储有若干光强配置档次数据，光强配置档次数据对应航灯在不同功能需求下的光强输出参数；
51.还包括编码存储装置，编码存储装置内存储有配置识别序列；配置识别序列由若干固定顺序的电流等级码组成；电流等级码与输入电流的等级对应；配置识别序列或配置识别序列的片段构成特定光强配置档次编码；
52.还包括电流等级记录装置，电流等级记录装置用于获取输入电流的大小和变化数据，生成对应的等级码信息；
53.实际实施时，记录装置电路上可采用专用的电流采集芯片，用于实时测量回路上电流值，用以检测并判断当前调光器输出等级；
54.还包括处理器，处理器用于：
55.a、基于电流等级记录装置读取生成的等级码信息，生成实时编码序列或实时编码
序列片段，
56.b、比较实时编码序列或实时编码序列片段是否与光强配置档次编码匹配；
57.c、若匹配，则根据匹配结果调整对应的光强配置档次，并根据当前光强配置档次对应的光强输出参数调节航灯输出；若不匹配，则视为通用控制信号，则在当前配置下，根据输入电流等级的变化进行配置内光强调整。
58.实际实施时，处理器可采用cortex-m系列嵌入式处理器，通过软件编程实现逻辑算法，识别并记录相应的光级变化过程，并对相应光强切换配置指令转换为基础控制信号，之后通过pwm信号驱动航灯内部的led驱动器，最终实现调节led灯光亮度。
59.处理器还用于，在确定当前光强配置档次后，持续读取输入电流的信息，在未读取到到符合配置识别序列或配置识别序列片段的输入电流信号时，根据输入电流等级和当前光强配置档次来持续实时调节灯珠实际供电电压。
60.前述航灯光强输出等级配置切换系统的进一步改进或者优选实施方案，配置识别序列至少有一个，配置识别序列包括若干可关联的等级码，可关联是指：位于配置识别序列中特定位置的若干等级码，其对应电流的等级和变化数据符合预设要求；
61.预设要求是指：具体电流等级和时序排列顺序、或者具体电流等级和持续时间、或者具体电流等级和频次。
62.一种航灯光强输出等级配置切换方法，包括如下步骤；
63.步骤a、用于确定航灯不同的多个光强配置档次及光强配置档次数据的步骤；其中：
64.光强配置档次包括若干不同光强输出等级，光强输出参数由低到高分为多个光强输出参数，光强输出参数的总数与输入电流的可调等级总数对应，或者少于输入电流的等级总数；光强输出参数按照输出光强的大小顺序与输入电流的可调等级顺序匹配；
65.光强配置档次数据包括在相应的光强输出等级下，航灯灯珠的具体输出参数；
66.步骤b、用于生成和保存配置识别序列的步骤：配置识别序列至少包括一组已知的电流等级码序列；配置识别序列存储于编码存储装置中；
67.步骤c、用于记录和保存输入电流的等级和变化数据的步骤；具体包括：
68.在航灯开启后，按照预设筛选规则，依次筛选和记录若干次输入电流大小和变化数据，若满足筛选规则，则继续接收足够的数据形成等级码信息，若不满足筛选规则，则忽略相应数据重复进行获取新数据进行筛选；
69.步骤d、基于前述等级码信息生成实时编码序列或实时编码序列片段，根据编码序列或实时编码序列片段来调节航灯输出配置。
70.预设筛选规则是指，开机后以固定周期t0为基础，获取持续时间短于t0周期且连续出现的前n次电流等级{ii}；
71.若前n个电流等级{ii}及相应的电流等级持续周期{ti}均满足预设的排列顺序和持续时间，则认为启动配置切换任务，继续获取后序电流等级i
i j
和持续周期；并根据前n j个电流等级{i
i j
}生成对应的配置识别序列，根据具体的配置识别序列进行相信的光强配置切换操作；
72.其中n≥2，i＝1、2、3....n，j为0或正整数；固定周期t0是一个远小于航灯正常运行时各电流等级下的最低工作周期的时间。
73.其中，预设筛选规则是指，开机后以固定的周期序列{tr}为基础，获取电流持续时间符合周期序列{tr}的前r次电流等级{ir}；
74.若存在满足预设的排列顺序和持续时间的电流变化{ir}，则认为启动配置切换任务，继续获取后序电流等级i
r j
和持续周期；并根据前r j个电流等级{i
r j
} 生成对应的配置识别序列，根据具体的配置识别序列或片段进行相信的光强配置切换操作；
75.其中r≥2，j为0或正整数；周期序列{tr}中的任意一个周期均远小于航灯正常运行时各电流等级下的最低工作周期的时间。
76.对前述航灯光强输出等级配置切换方法的进一步改进或者优选实施方案，配置识别序列定义有多个标志位；
77.标志位按照前后顺序，包括一位唤醒位k、若干连续确认位{mm}；其中 m＝1、2、3....且相邻的确认位元素不同；
78.唤醒位和确认位对应于已知且持续时间符合预设筛选规则的输入电流；确认位m1区别于唤醒位k，相邻的确认位mu和m(u 1)互异；
79.若检测到当前输入电流l0与唤醒位k匹配，则触发输入电流记录，等待下一次输入电流变化信号l1；否则仅在当前光强配置档次下，根据当前输入电流的等级进行配置内光强调整，并丢弃记录的数据重新开始检测；
80.若检测到l1与m1匹配，则继续等待下一次电流输入信号变化l2，并根据预设配置，以m1或k m1构成的配置识别序列来进行配置调整或者光强输出调整；否则仅在当前光强配置档次下，根据当前输入电流的等级进行配置内光强调整，并丢弃记录的数据重新开始检测；
81......
82.若检测到lt与mt匹配，则继续等待下一次电流输入信号变化l(t 1)，并根据预设配置，以mt或k m1 m1 ...mt构成的配置识别序列或者其片段来进行配置调整或者光强输出调整；否则仅在当前光强配置档次下，根据当前输入电流的等级进行配置内光强调整，并丢弃记录的数据重新开始检测。
83.基于前述基本内容和步骤，以下结合具体实例进行说明：
84.调光器的不同等级输出在硬件中是可识别并实时传递到软件中的，根据使用标准和规范要求，航灯在实际使用过程中，调光器一般会在调整好等级后持续工作一段时间，只有当机场能见度发生变化时，才会去进行一次调节，增大或调小光级。即使在非机场现场的调光器使用中，比如测试环节，也极少的遇到需要连续多次调节调光器输出光级的情况。
85.因此可以采用通过恒流调光器在有限时间内，有规律的进行多次光级切换，来实现与一般的供电电流进行区别化检测，并实现不同配置的切换，并在灯具内部存储记忆。
86.这里我们采用一个连续调动较短的时间(例如5秒内调动)和一个连续的指定性输入电流等级调动过程(例如6次调动，依次为1-5-4-2-1-4，即配置识别序列)来确认调光器操作者的目的是切换光级这一意图，实现在同一个航灯中实现表1中三个输出配置的调节。
87.具体过程如下：
88.状态1：
89.当前输入电流等级(调光器输出等级)不在1级时，航灯在当前配置下，根据当前输入电流等级，按照当前配置进行相应光强等级的输出；
90.当输入电流等级1级时，软件实时开始判定，并按照当前配置进行1级光强进行输出，同时等待下一个输入电流等级的数据；
91.状态2：
92.若5秒内下一个输入电流等级不为5级，则航灯在当前配置下，根据当前输入电流等级，按照当前配置进行相应光强等级的输出；并回到状态1；
93.若5秒内下一个输入电流等级为5级时，并按照当前配置进行5级光强进行输出，进入状态3；
94.状态3：
95.若5秒内没有输入电流等级变化或下一个输入电流等级不为4级时，不予处理，照当前配置进行相应光强等级的输出，并回到状态1；
96.若5秒内收到当下一个输入电流等级为4级时，按照当前配置进行4级光强进行输出；进入状态4；
97.状态4：
98.软件重新开始计时，等待下一个输入电流等级的数据；
99.若5秒内没有输入电流等级变化或收到当下一个输入电流等级不为2级时，不予处理，照当前配置进行相应光强等级的输出，并回到状态1；
100.若5秒内收到当下一个输入电流等级为2级时，按照当前配置进行2级光强进行输出，进入状态5；
101.状态5：
102.软件重新开始计时，等待下一个输入电流等级的数据；
103.若5秒内没有输入电流等级变化或收到当下一个输入电流等级不为1级时，不予处理，照当前配置进行相应光强等级的输出，并回到状态1；
104.若5秒内收到当下一个输入电流等级为1级时，按照当前配置进行1级光强进行输出，进入状态6；
105.状态6：
106.软件重新开始计时，等待下一个输入电流等级的数据；
107.若5秒内没有输入电流等级变化或收到当下一个输入电流等级不为4级时，不予处理，照当前配置进行相应光强等级的输出，并回到状态1；
108.若5秒内收到当下一个输入电流等级为4级时，按照当前配置进行4级光强进行输出，进入状态7。
109.状态7：
110.软件重新开始计时，等待下一个输入电流等级的数据；
111.若5秒内没有输入电流等级变化或收到当下一个输入电流等级不为1/2/3 级之一时，不予处理，照当前配置进行相应光强等级的输出，并回到状态1；
112.若5秒内收到当下一个输入电流等级为1/2/3级之一时，切换当前配置为相应的配置1/配置2/配置3，并存储更改后配置到本地存储器，回到状态1，重复前述步骤；
113.在具体使用过程中，通过前述6次输入电流调节变化，依次1-5-4-2-1-4，来确认为配置调节指令，未检测到前述6次输入电流的调节过程时，相当于在当前配置下按照普通航灯的工作模式来运行。
114.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本技术作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术技术方案的实质和范围。