用于整理飛機(jī)顯示器的以飛行員為中心的系統(tǒng)和方法
【專利說(shuō)明】用于整理飛機(jī)顯示器的以飛行員為中心的系統(tǒng)和方法
關(guān)于聯(lián)邦政府贊助的研宄或開(kāi)發(fā)的聲明
[0001]本發(fā)明在聯(lián)邦航空管理局頒發(fā)的DTFAWA-10-A-80031的政府支持下完成。政府對(duì)于本發(fā)明具有一定的權(quán)利。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]這里描述的實(shí)施例一般涉及飛機(jī)顯示系統(tǒng)，并且更特別地，涉及用于整理飛機(jī)顯示器以減少飛行員認(rèn)知負(fù)荷并提高安全性的以飛行員為中心的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0003]飛行員負(fù)責(zé)快速查看和理解一般落入兩種類別的信息。第一類信息是飛行數(shù)據(jù)，它提供了飛行路徑信息。大部分飛行數(shù)據(jù)組織在“信息層”中(例如，飛行路徑信息、助航設(shè)備(NAVAID)、空域信息、地形信息、天氣信息、交通信息等)。這些信息層被組合以在飛行顯示系統(tǒng)上提供飛行路徑數(shù)據(jù)的統(tǒng)一的圖形化顯示(在下文中此統(tǒng)一地顯示被稱為“導(dǎo)航顯示”)。第二類信息為圖表數(shù)據(jù)，它包括一般來(lái)源于紙質(zhì)圖表和文檔的程序信息。當(dāng)前的導(dǎo)航顯示并不包括由圖表數(shù)據(jù)提供的信息，并且在一些情況下，該圖表數(shù)據(jù)仍為紙張的形式。在其他情況下，該圖表數(shù)據(jù)已經(jīng)被掃描并被數(shù)字化地顯示在分離的飛機(jī)顯示單元上(在下文中此掃描的且直觀顯示的圖表數(shù)據(jù)被稱為“數(shù)字儀器圖表”)。
[0004]這兩類信息在不同的飛行員的起飛前準(zhǔn)備步驟中獲得。首先，飛行員通過(guò)輸入飛行計(jì)劃(例如，出發(fā)和目的機(jī)場(chǎng))和飛行階段與飛機(jī)系統(tǒng)交互。飛行員彼此間簡(jiǎn)報(bào)(brief)出發(fā)或到達(dá)程序。飛行階段的示例包括出發(fā)、在航、到達(dá)、保持、進(jìn)場(chǎng)、迷失進(jìn)場(chǎng)、著陸/滑行等。響應(yīng)于飛行員輸入的信息，飛行管理系統(tǒng)(FMS)提供從一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)檢索的相關(guān)飛行路徑導(dǎo)航數(shù)據(jù)。接下來(lái)，飛行員識(shí)別并輸入相關(guān)飛行程序至飛行系統(tǒng)。普通飛行程序的示例包括:儀表進(jìn)場(chǎng)程序(IAP)、離場(chǎng)程序(DP)、標(biāo)準(zhǔn)航站樓到達(dá)程序(STAR)、繪制目視飛行程序(CVFP)、機(jī)場(chǎng)圖程序(AD)等。
[0005]每個(gè)程序包括一組元素，它們一般為詳細(xì)的指令。例如，儀表進(jìn)場(chǎng)程序提供了用于在航環(huán)境的儀表飛行降落指令以安全降落于飛機(jī)場(chǎng)；離場(chǎng)程序提供了離開(kāi)機(jī)場(chǎng)的簡(jiǎn)化方法，同時(shí)提供了有效、安全和迅速將空中交通移出與機(jī)場(chǎng)相關(guān)的擁擠空域的手段；離場(chǎng)程序還可提供障礙回避指南以及在降低能見(jiàn)度的情況下起飛的能力；以及機(jī)場(chǎng)圖程序提供了在繁忙的機(jī)場(chǎng)地面環(huán)境四周調(diào)遣的結(jié)構(gòu)化手段。
[0006]如上文所述，程序信息通常來(lái)源于紙質(zhì)圖表。紙質(zhì)圖表可能非常復(fù)雜，常常具有壓縮在小空間中的大量信息。信息的壓縮可將能字體減小為不可讀的尺寸。當(dāng)紙質(zhì)圖表被掃描并顯示在飛機(jī)顯示器上時(shí)，飛行員通過(guò)縮放可能能夠減輕一些查看的問(wèn)題；然而，飛行員不能確定顯示的信息的優(yōu)先順序或過(guò)濾顯示的信息。不管怎樣，數(shù)字儀器圖表引入了額外的飛機(jī)顯示單元，通常導(dǎo)致飛行員需要將他們的焦點(diǎn)在數(shù)字儀器表格和導(dǎo)航顯示器之間來(lái)回切換，這增加了他們的認(rèn)知負(fù)荷。此外，圖表數(shù)據(jù)和飛行數(shù)據(jù)的直接組合會(huì)以直觀和容易理解的方式提供大量信息，該信息過(guò)于龐大而無(wú)法顯示在單個(gè)顯示器上。
[0007]凌亂的顯示器被定義為這樣的顯示器，其呈現(xiàn)過(guò)多數(shù)量或種類的符號(hào)、顏色和/或其他不必要的信息，并且看情況，以一種可能妨礙飛行任務(wù)或操作的方式(FAAAC 25-11A電子飛行甲板顯示器)。當(dāng)該顯示器凌亂時(shí)，飛行員或機(jī)組人員的低頭時(shí)間和認(rèn)知負(fù)荷增加。除了解決凌亂的問(wèn)題外，飛行員可能希望用額外的技術(shù)定制并簡(jiǎn)化飛機(jī)顯示器，例如控制特定注釋和標(biāo)簽的位置和方向、改變字體大小、移除指針的箭頭等。
[0008]考慮上述內(nèi)容，所期望的是提供一種以飛行員為中心的系統(tǒng)和方法，用于(I)整理飛機(jī)顯示器，能夠基于飛行員的偏好將飛行數(shù)據(jù)和圖表數(shù)據(jù)混合在修改的組合中以及
(2)在單個(gè)飛機(jī)顯示器上顯示該修改的組合，從而為飛行員提供單個(gè)混合的顯示器以掃描并獲取需要執(zhí)行相關(guān)程序的所有必要信息(在下文中該期望的以飛行員為中心的系統(tǒng)被稱為“整理系統(tǒng)”)。所期望的還在于提供一種響應(yīng)于飛行員偏好的整理系統(tǒng)，用于控制特定注釋和標(biāo)簽的位置和方向、改變字體大小以及移除指針的箭頭。該期望的整理系統(tǒng)使得認(rèn)知負(fù)荷最小化。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]提供此
【發(fā)明內(nèi)容】
以通過(guò)簡(jiǎn)化形式引入對(duì)于概念的選擇，下面在詳細(xì)的說(shuō)明書(shū)中對(duì)這些概念進(jìn)行進(jìn)一步描述。此
【發(fā)明內(nèi)容】
并不試圖識(shí)別要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，也不試圖被用作輔助確定附加的權(quán)利要求的范圍。
[0010]提供了一種用于整理飛機(jī)顯示器的以飛行員為中心的方法。該方法獲得圖表數(shù)據(jù)、飛行數(shù)據(jù)和用戶輸入數(shù)據(jù)。響應(yīng)于用戶輸入數(shù)據(jù)，生成圖表數(shù)據(jù)和飛行數(shù)據(jù)的修改組合。顯示圖形化表示該修改組合的符號(hào)。
[0011]還提供了一種用于整理飛機(jī)顯示器的以飛行員為中心的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括飛行數(shù)據(jù)源、圖表數(shù)據(jù)源以及被配置為獲得用戶輸入數(shù)據(jù)的用戶接口。包括耦合至飛行數(shù)據(jù)源和圖表數(shù)據(jù)源的圖形模塊。包括耦合至圖形模塊和用戶接口的處理器。基于用戶輸入數(shù)據(jù)，該處理器被配置為指導(dǎo)該圖形模塊生成飛行數(shù)據(jù)和圖表數(shù)據(jù)的修改組合。顯示設(shè)備耦合至該圖形模塊，并呈現(xiàn)圖形化表示數(shù)據(jù)的該修改組合的符號(hào)。
[0012]還提供了一種用于整理飛機(jī)顯示器的以飛行員為中心的方法。獲得圖表數(shù)據(jù)并獲得飛行數(shù)據(jù)。獲得用戶輸入數(shù)據(jù)以及獲得飛機(jī)位置信息。響應(yīng)于用戶輸入數(shù)據(jù)和飛機(jī)位置數(shù)據(jù)，生成圖表數(shù)據(jù)和飛行數(shù)據(jù)的修改組合。然后顯示該修改組合的圖形表示。
[0013]通過(guò)下文的詳細(xì)描述和隨附的權(quán)利要求，并結(jié)合附圖和此【背景技術(shù)】，其他所期望的特征將變得明顯。
【附圖說(shuō)明】
[0014]當(dāng)結(jié)合下述附圖考慮時(shí)，通過(guò)參考詳細(xì)的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求，可獲得對(duì)本主題的更完整的理解，其中在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相似的元素，其中:
[0015]圖1是依照示例性實(shí)施例的整理系統(tǒng)的框圖；
[0016]圖2是依照示例性實(shí)施例描述整理過(guò)程的步驟的流程圖；
[0017]圖3圖示了示例性層選擇顯示器；
[0018]圖4圖示了依照示例性實(shí)施例的示例性飛機(jī)顯示器屏幕；
[0019]圖5圖示了依照示例性實(shí)施例的另一示例性飛機(jī)顯示器屏幕；
[0020]圖6圖示了依照示例性實(shí)施例的再一示例性飛機(jī)顯示器屏幕；
[0021]圖7圖示了依照示例性實(shí)施例的又一示例性飛機(jī)顯示器屏幕；
[0022]圖8圖示了依照示例性實(shí)施例的另一示例性飛機(jī)顯示器屏幕；
[0023]圖9圖示了依照示例性實(shí)施例的再一示例性飛機(jī)顯示器屏幕。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下文的詳細(xì)描述本質(zhì)上僅為示例性的，并不試圖限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和使用。雖然這里在航空的上下文中描述本主題，應(yīng)當(dāng)理解該主題可相似地應(yīng)用于涉及預(yù)定旅行線路(例如旅行計(jì)劃或旅行線路)或使用其他交通工具(例如汽車、船舶、火車)的其他應(yīng)用中，并且這里描述的主題并不意欲限制為航空的環(huán)境。此外，也不意欲被在前面的【背景技術(shù)】或下文詳細(xì)描述中展示的任何理論所限制。
[0025]為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，這里可能并不詳細(xì)描述與圖形和圖像處理、導(dǎo)航、飛行計(jì)劃、飛機(jī)控制和該系統(tǒng)(以及該系統(tǒng)的單獨(dú)運(yùn)行組件)的其他功能方面相關(guān)的傳統(tǒng)技術(shù)。此外，這里包含的多個(gè)附圖中示出的連線旨在表示各種元件之間的示例性的功能關(guān)系和/或物理耦合。應(yīng)注意在本主題的實(shí)施例中可能呈現(xiàn)很多作為選擇的或額外的功能關(guān)系或物理連接。
[0026]圖1是依照示例性實(shí)施例的整理系統(tǒng)100的框圖，它可能位于諸如飛機(jī)的交通工具上。在示例性的實(shí)施例中，該整理系統(tǒng)100包括，但并不限于，顯示設(shè)備102、導(dǎo)航系統(tǒng)116、通信系統(tǒng)112、飛行管理系統(tǒng)IH(FMS)、處理器108以及圖形模塊104。該整理系統(tǒng)100可進(jìn)一步包括用于提供輸入和使得能夠與該整理系統(tǒng)100交互的用戶接口 110以及被適當(dāng)?shù)嘏渲脼橹С衷撜硐到y(tǒng)100操作的數(shù)據(jù)庫(kù)106，這將在下文進(jìn)行更詳細(xì)地描述。該數(shù)據(jù)庫(kù)106從源獲得數(shù)據(jù)，例如但并不限于，圖表數(shù)據(jù)源118以及飛行數(shù)據(jù)源120。應(yīng)當(dāng)理解，圖1是整理系統(tǒng)100的簡(jiǎn)化表示，目的在于解釋并且易于描述，以及圖1并不試圖以任何方式限制本主題的應(yīng)用或范圍。實(shí)際上，該整理系統(tǒng)100將包括大量其他設(shè)備和組件，用于提供額外的功能和特征，這在本領(lǐng)域中將是可以理解的。例如，該整理系統(tǒng)100可包括耦合至飛行管理系統(tǒng)114、數(shù)據(jù)庫(kù)106和/或處理器108的一個(gè)或多個(gè)飛機(jī)系統(tǒng)(例如天氣系統(tǒng)、空中交通管理系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、交通規(guī)避系統(tǒng))，用于獲得和/或提供可顯示在顯示設(shè)備102上的實(shí)時(shí)飛行相關(guān)信息。
[0027]在不