专利名称：显示飞行器的飞行速度信息的系统和方法
显示飞行器的飞行速度信息的系统和方法技术领域
本发明一般涉及用于显示与飞行器的飞行相关联的信息的系统和方法，以及更特 别是涉及显示飞行器的飞行速度位置信息。
背景技术：
现代的飞行器计算机系统通过显示器将越来越多的信息量提供给一个或多个飞 行员，该显示器通常取代了传统的度盘式指示器。一种类型的信息是被称为“V速度”的标 准飞行速度。这些“V速度”包括，例如，V2速度，其是飞行器在一个发动机不可操作时可安 全地变为在空中飞行的速度。另一个V速度是VFE速度，其是襟翼(flap)可被延伸的最大 速度。
通常，飞行员已经负责确定和/或核实用于飞行器的每个必要的V速度。近来，计 算机系统也可辅助确定这些飞行速度。与来源无关，重要的是使这些V速度被正确地确定 和计算。
由此，期望提供一个用于显示和核实临界飞行速度(即，V速度)的系统和方法。 此外，根据本发明随后的详细描述和所附的权利要求，结合本发明的附图和该背景，本发明 的其它期望的特征和特性将变得明白。发明内容
提供了一种用于显示飞行器的飞行信息的方法。所述方法包括在存储设备中存储 与飞行器相关联的数据的步骤。接收与飞行器的第一飞行形态有关的第一用户定义的飞行 速度。基于与该飞行器相关联的数据来计算与该第一飞行形态有关的第一计算的飞行速 度。所述方法还包括确定第一用户定义的静态位置的步骤，在该第一用户定义的静态位置 处，该飞行器应当相对于该飞行器的起始位置达到第一用户定义的飞行速度。所述方法更 进一步包括确定第一计算的静态位置，在该第一计算的静态位置处，该飞行器应当相对于 该飞行器的起始位置达到第一计算的飞行速度。计算所述第一用户定义的静态位置和所述 第一计算的静态位置之间的差。接着，所述方法包括显示第一位置差指示符的步骤，该第一 位置差指示符指示了所述第一用户定义的静态位置和所述第一计算的静态位置之间的差。
提供了一种用于显示飞行器的飞行信息的系统。该系统包括用于存储关于飞行器 的数据的存储设备。输入设备接收与飞行器的第一飞行形态有关的第一用户定义的飞行速 度。该系统还包括与存储设备和输入设备相通信的处理器。所述处理器确定第一用户定义 的静态位置，在该第一用户定义的静态位置处，该飞行器应当相对于该飞行器的起始位置 达到该第一用户定义的静态飞行速度，基于关于所述飞行器的数据来计算与所述第一飞行 形态相关的第一计算的静态飞行速度，确定第一计算的静态位置，在该第一计算的静态位 置处，该飞行器应当相对于该飞行器的起始位置达到所述第一计算的静态飞行速度，以及 计算所述第一用户定义的静态位置和所述第一计算的静态位置之间的差。该系统还包括用 于显示第一位置差指示符的显示器，该第一位置差指示符指示了所述第一用户定义的静态位置和所述第一计算的静态位置之间的差。
将在下文结合以下的附图来描述本发明，其中相同的数字表示相同的元件，以及
图1是用于显示飞行器的飞行信息的系统的框图2是用于显示飞行器的飞行信息的方法的流程图3是示出了跑道的侧视图的图形显示，该跑道具有被置于该跑道上的一对静态 位置标记和一对位置差指示符；
图4是示出了跑道的侧视图的图形显示，该跑道具有被置于该跑道上的一对静态 位置标记和一对位置差指示符，其中位置差指示符之一延伸过该跑道的末端；
图5是示出了跑道的侧视图的图形显示，该跑道具有被置于该跑道上的一对静态 位置标记和指示了用户定义的飞行速度太低的警告消息；
图6是示出了跑道的侧视图的图形显示，该跑道具有被置于该跑道上的一对静态 位置标记和一对动态位置标记；
图7是示出了跑道的侧视图的图形显示，该跑道具有被置于该跑道上的一对静态 位置标记、被置于该跑道上的一个动态位置标记，以及指示动态位置标记中的另一个不可 置于该跑道上的警告消息；
图8是示出了跑道的俯视图的图形显示，该跑道具有被置于该跑道上的一对静态 位置标记和一对位置差指示符；
图9是示出了跑道的俯视图的图形显示，该跑道具有被置于该跑道上的一个静态 位置标记和告警消息，该告警消息指示了另一个静态位置标记不可置于该跑道上；
图10是示出了跑道的俯视图的图形显示，该跑道具有被置于该跑道上的一对静 态位置标记、一对动态位置标记、和一对位置差指示符；
图11是示出了跑道的俯视图的图形显示，该跑道具有被置于该跑道上的一对静 态位置标记、一对位置差指示符、被置于该跑道上的一个动态位置标记、以及指示动态位置 标记中的另一个不可置于该跑道上的警告消息；以及
图12是示出了跑道的透视图的图形显示，该跑道具有被置于该跑道上的静态位 置标记、位置差指示符、和动态位置标记。
具体实施方式
以下详细的描述本质上仅仅是示范性的，而不是意在限制本发明或者本发明的应 用和使用。如在此所使用的，词语“示范性的”的意思是“用作示例、实例、或者说明”。因此， 此处被描述为“示范性的”任何实施例不一定被解释为相对于其它实施例优选或有利。在 此所描述的所有实施例是示例性实施例，提供这些示例性实施例以使本领域技术人员能够 制造或使用本发明并且不限制由权利要求所限定的本发明的范围。而且，不意在通过在前 述的技术领域、背景、简要概述或以下的详细描述中的所出现的任何明示或者暗示的理论 进行限制。
参照这些图，在此示出和描述了显示飞行器(未示出)的飞行信息的系统20和方 法。在一个实施例中，整个系统20被置于在飞行器上，用于协助该飞行器的操作。然而，在其它的实施例中，系统20的全部或者部分可与飞行器相分离地被布置。
现在参照图1，系统20包括用于执行计算的处理器24。更特别地，所说明的实施 例的处理器24能够执行一个或者多个程序(即，运行软件)，以执行被编码在一个或多个程 序中各种任务指令。处理器24可以是如由本领域技术人员所了解的微处理器、微控制器、 专用集成电路(ASIC)或者其它适合的设备。当然，系统20可包括同样如由本领域技术人 员所了解的一起或单独工作的多个处理器24。
系统20还包括能够存储数据的存储设备26。该存储设备26可以是如由本领域技 术人员所了解的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存，存储磁盘(例如，软盘、硬 盘、或者光盘)，或者其它合适的设备。在所说明的实施例中，存储设备26与处理器24相 通信，并且存储被处理器24所执行的一个或多个程序。本领域技术人员了解的是，存储设 备26可以是处理器24的一个主要部分。此外，本领域技术人员了解的是，系统20可包括 多个存储设备26。
在所说明的实施例中，存储设备26存储了与飞行器和/或飞行器的飞行相关联的 飞行器数据。也就是说，该飞行器数据与飞行器的物理和/或操作属性有关。该飞行器数 据包括，但不限制于，飞行器的类型、重量、襟翼设置、推力设置、大气压力、跑道类型、跑道 长度、跑道状况(例如，湿的或者干的)。由此，方法100包括存储与飞行器相关联的数据的 步骤102。
系统20也包括用于将信息(即，数据)显示给用户的显示器28。在一个实施例 中，显示器28被置于飞行器的驾驶舱(未示出)中，使得它可被飞行器的飞行员和/或机 组人员所观看。显示器28可利用任何适合的技术以用于显示信息，包括但不仅限于，液晶 显示器(LCD)、等离子、或者阴极射线管(CRT)。显示器28与处理器24相通信，以便从处理 器24接收数据。本领域技术人了解用于促进显示器28和处理器24之间的通信的许多技 术。
系统20进一步包括用于从用户接收数据和/或命令的输入设备30。输入设备30 与处理器24相通信，使得由用户所输入的数据和/或命令可以被处理器24所接收。本领域 技术人员了解用于促进输入设备30和处理器24之间的通信的许多技术。输入设备30可 利用任何合适的技术来实现，包括但不仅限于，触摸屏接口(例如，覆盖显示器28)、键盘、 数字小键盘、鼠标、触摸板、滚球、按钮、和开关。
系统20还可以包括与处理器24相通信的位置传感器32，用于将飞行器的当前 位置提供给处理器24。在所说明的实施例中，位置传感器32可以被实现为全球定位系统 (GPS)接收器(未单独编号)。该GPS接收器从GPS卫星接收射频(RF)信号，并且计算从 那里的位置，如本领域的技术人员所容易明白的。当然，可替代地利用其它技术来将飞行器 的当前位置提供给处理器24。
在所说明的实施例中，用户利用输入设备30来输入至少一个用户定义的静态飞 行速度，该至少一个用户定义的静态飞行速度可以被存储在处理器24和/或存储设备26 中。更特别地，用户(例如飞行器的飞行员)将输入多个用户定义的飞行速度。这些飞行 速度(通常被称为V速度)与飞行器的一个或者多个飞行形态有关。例如，V1速度通常指 的是“临界发动机故障识别速度”或者“起飞决断速度”。即，V1速度是即使飞行器的发动机 (未示出)发生故障也将继续进行飞行器的起飞的速度。另一个示例是Vk速度，或者是抬前轮速度(rotation speed),该速度是飞行器的前轮(未示出)离开地面的速度。用户通 常基于独立计算来输入这些V速度。这些计算可考虑多种因素，诸如飞行器的负载(即，重 量)、飞行器的类型、和/或在使用飞行器方面的先前经验。在可替代的实施例中，可在没有 使用输入设备30的情况下，传递该用户定义的飞行速度，诸如自动下载。
由此，参照图2，显示飞行器的飞行信息的方法100包括接收第一用户定义的飞行 速度的步骤104。第一用户定义的飞行速度与飞行器的第一飞行状态有关。在所说明的实 施例中，第一用户定义的飞行速度是V1速度。该方法还包括从用户接收与飞行器的第二飞 行形态有关的第二用户定义的飞行速度的步骤(未编号)。在所说明的实施例中，该第二用 户定义的飞行速度是\速度。
处理器24还计算独立于由用户所输入那些飞行速度的飞行速度，在下文被称为 “计算的飞行速度”。处理器24利用存储在存储设备26中的关于飞行器的数据(例如，重 量、推力设置，等等)来执行这些计算。这些计算的飞行速度可被用于与用户定义的飞行速 度相比较，如进一步在以下详细描述的。
同样地，该方法包括基于与飞行器相关联的数据来计算与第一飞行形态有关的第 一计算的飞行速度。如同第一用户定义的飞行速度，该第一计算的静态飞行速度也是V1速 度。该方法也可包括基于与飞行器相关联的数据来计算与飞行器的第二飞行形态有关的第 二用户定义的飞行速度的步骤(未编号)。在所说明的实施例中，该第二计算的飞行速度也 是％速度。
利用用户定义的飞行速度和计算的飞行速度，处理器24确定静态位置，在该静态 位置处，该飞行器应当达到每个用户定义的静态飞行速度和计算的静态飞行速度。这个计 算依赖于飞行器的起始位置以及飞行器的加速度分布图。因为这些静态位置一旦被确定 后就变为固定且不随着飞行器位置上的随后的改变而变化，所以这些静态位置被称为“静 态”。
在飞行器起飞的情况下，起始位置通常是在跑道上的位置，在该位置处(例如， 跑道的末端)，飞行器开始它的起飞顺序。该起始位置可以被表达为几何坐标，例如， 42.2081，-83. 35104，或者由本领域技术人员所理解的其它合适的命名。例如，该起始位置 可通过用户利用输入设备30输入坐标来获得、在输入特定的跑道号码后(例如，在KDTW处 的3L)由处理器24自动确定、或者当用户指示飞行器位于起始位置处时从位置传感器32 接收。在飞行器着陆的情况下，起始位置可从位置传感器32或者从飞行器的飞行路径的标 记位置接收。
因此，该方法包括确定第一用户定义的静态位置的步骤108，在该第一用户定义的 静态位置处，该飞行器应当相对于飞行器的起始位置达到第一用户定义的飞行速度。在所 说明的实施例中，第一用户定义的静态位置可被称为用户定义的静态V1位置。该方法还包 括确定第一计算的静态位置的步骤110，在该第一计算的静态位置处，该飞行器应当相对于 飞行器的起始位置达到第一计算的飞行速度。在所说明的实施例中，第一计算的静态位置 可被称为计算的静态V1位置。
该方法还包括确定第二用户定义的静态位置，在该第二用户定义的静态位置处， 该飞行器应当相对于飞行器的起始位置达到第二用户定义的飞行速度。在所说明的实施例 中，第二用户定义的静态位置可被称为用户定义的静态Vk位置。而且，该方法可包括确定第二计算的静态位置，在该第二计算的静态位置处，该飞行器应当相对于飞行器的起始位 置达到第二计算的飞行速度。在所说明的实施例中，第二用户定义的静态位置可被称为用 户定义的静态Vk位置。
这些静态位置可被显示在显示器28上。特别地，以及参照图3-12，一个或者多个 标记34、36被用来表示这些静态位置。标记34、36与它们彼此相关的位置成比例地在显示 器28上相互间隔。而且，被显示在显示器28上的图标37被用来表示飞行器的当前位置。 在所说明的实施例中，图标37和标记34、36被重叠在跑道38的图像上。更特别地，在如图 3中所示的所说明的实施例中，与第一用户定义的静态位置相对应的第一用户定义的静态 位置标记34和与第二用户定义的静态位置相对应的第二用户定义的静态位置标记36被显 示在显示器28上。当然，在其它的实施例中，除了或者代替该用户定义的静态位置标记34、 36，与第一和第二计算的静态位置相对应的计算的静态位置标记(未示出)可被显示在显 示器28上。
处理器24还可计算用户定义的静态位置和它们关联的计算的静态位置之间的 差，即，距离。例如，在第一用户定义的静态位置和第一计算的静态位置之间的差被确定。因 而表示V1位置上的变化的第一位置变化被确定。同样地，在第二用户定义的静态位置和第 二计算的静态位置之间的差也被确定。因而表示Vk位置上的变化的第二位置变化被确定。
用户定义的静态位置和它们关联的计算的静态位置之间的差可被显示在显示器 28上。特别地，在所说明的实施例中，如图3、4、和8-12中所示的，表示第一用户定义的静 态位置和第一计算的静态位置之间的差的第一位置差指示符40被显示。此外，表示第二用 户定义的静态位置和第二计算的静态位置之间的差的第二位置差指示符42可被显示。每 个位置差指示符40、42的长度是基于用户定义的静态位置和关联的计算的静态位置之间 的差而可变的差越大，长度就越长。
在所说明的实施例中，第一和第二位置差指示符40、42均由从用户定义的静态位 置标记34、36延伸的箭头所表示。然而，其它合适的符号和/或图形可被实现为位置差指 示符40、42。此外，位置差指示符40、42可被交替地显示在显示器28上，而没有静态位置标 记 34、36。
由此，再次参照图2，该方法包括显示第一位置差指示符40的步骤114，该第一位 置差指示符40指示了第一用户定义的静态位置和第一计算的静态位置之间的差。该方法 还可包括显示第二位置差指示符42，该第二位置差指示符42指示了第二用户定义的静态 位置和第二计算的静态位置之间的差。该方法可进一步包括与指示了第一用户定义的静态 位置和第一计算的静态位置之间的差的第一位置差指示符40同时地显示第一用户定义的 静态位置标记36和第一计算的静态标记(未示出)之一。而且，该方法可进一步包括与指 示了第二用户定义的静态位置和第二计算静态位置之间的差的第二位置差指示符42同时 地显示第二用户定义的静态位置标记36和第二计算的静态位置标记(未示出)之一。
再次参照图3、4以及8-12，位置差指示符40、42提供了方便的和有用的机制，以确 保由用户(例如，飞行员)所提供的临界飞行速度(即，V速度)是精确的。特别地，因为 与计算的静态飞行速度有很大不同的用户提供的静态飞行速度将由长度位置差指示符40、 42所表示，所以指示符40、42允许用户快速确认临界飞行速度是否是合理的。因而，飞行中 的临界误差可被避免。
处理器24也可确定与用户提供的飞行速度或者计算的飞行速度之一有关的一个 或者多个动态位置。这些动态位置是基于飞行器的当前位置的。该当前位置可如上所述的 由位置传感器32所提供。飞行器的当前速度和加速度也可被用来确定每一个动态位置。当 前的速度和加速度也可由位置传感器32所提供。
由此，该方法可包括确定第一动态位置的步骤，在该第一动态位置处，该飞行器应 当相对于飞行器的当前位置达到第一用户定义的飞行速度和第一计算飞行速度之一。该方 法也可包括确定第二动态位置的步骤，在该第二动态位置处，该飞行器应当相对于飞行器 的当前位置达到第二用户定义的飞行速度和第二计算的飞行速度之一。
飞行器的当前位置和与飞行速度有关的动态位置也可被显示在显示器28上。特 别地，以及参照图3-12，图标37被用来表示飞行器的当前位置。参照图6、7以及10-12，一 个或者多个动态位置标记46、48被用来表示这些动态位置。图标37和标记46、48与它们 彼此相关的位置成比例地在显示器28上相互间隔。此外，动态位置标记46、48在显示器28 上的位置可作为这些动态位置随飞行器移动的改变的结果而改变。动态位置标记46、48可 具有与静态位置标记34、36不同的颜色，使得不同类型的标记可被顺利和容易地确定。
在所说明的实施例中，标记46、48被置于(或叠加在)跑道38的图像上，如上所 描述的。更特别地，在如图6和10中所示的所说明的实施例中，与第一用户定义的飞行速 度相对应的第一动态用户定义的位置标记46和与第二用户定义的飞行速度相对应的第二 动态用户定义的位置标记48被显示在显示器28上。当然，在其它实施例中，除了或者代替 动态用户定义的位置标记46、48，计算的动态位置标记(未示出)可与第一和第二计算的飞 行速度相对应，并且可被显示在显示器28上。
当某个用户输入的位置和计算的位置可能对用户(即，飞行器的飞行员)有意义 时，处理器24和显示器28可提供用于警告用户的机制。在一个示例中，当这些位置之一不 位于跑道上时，所说明实施例的处理器24和显示器28向用户提供警告消息50，如图7和9 中所示的。即，这些位置离起始位置比允许的跑道长度更远。所述的又一种方式，当这些位 置之一“越界”时，处理器24和显示器28告警。在另一个示例中，参照图4，当指示符42延 伸过跑道的末端时，所说明具体实施的显示器28可改变第二位置差指示符42的颜色。作 为又一个实例中，参照图5，所说明实施例的显示器28显示用户输入的飞行速度对于起飞 来说太低的警告消息52。
跑道38，当前位置图标37，标记34、36、46、48和指示符40、42可在显示器28上由 不同的技术所表示。如可参照图3-7所看到的，跑道38的侧视图或侧面图可被提供。可替 代地，如图8-11中所示，跑道38的俯视图被提供。跑道38的俯视图可以是“机场移动地 图”的一部分，其不仅提供了关于正讨论的跑道38的细节，还提供了关于其它跑道以及机 场设施的细节。跑道38的透视图也可被提供，如图12中所示的。这个显示通常被本领域 技术人员称为“合成视觉显示”。总的说来，当前位置图标37、标记34、36、46、48，和指示符 40、42，均可在侧面图、俯视图、和/或透视图中被选择性地表示。
虽然已经在本发明的上述详细描述中呈现了至少一个示例性实施例，但应该理解 的是，存在大量的变形。还应该理解的是，一个或多个示例性实施例仅是示例，并且不意在 以任何方式限制本发明的范围、应用性、或者配置。而是，上述的详细描述将为本领域技术 人员提供用于实现本发明的示例实施例的方便路线图。应该理解的是，在不脱离如在所附权利要求中所阐述的本发明的范围的情况下，可在示例性实施例中所描述元件的功能和布 置上进行各种改变。
权利要求
1.一种显示飞行器的飞行信息的方法，所述方法包括以下步骤 在存储设备中存储与该飞行器相关联的数据； 接收与该飞行器的第一飞行形态有关的第一用户定义的飞行速度； 基于与该飞行器相关联的数据，来计算与该飞行器的第一飞行形态有关的第一计算的飞行速度； 确定第一用户定义的静态位置，在该第一用户定义的静态位置处，该飞行器应当相对于该飞行器的起始位置达到该第一用户定义的飞行速度； 确定第一计算的静态位置，在该第一计算的静态位置处，该飞行器应当相对于该飞行器的起始位置达到该第一计算的飞行速度； 计算该第一用户定义的静态位置和该第一计算的静态位置之间的差；以及显示第一位置差指示符，该第一位置差指示符指示了该第一用户定义的静态位置和该第一计算的静态位置之间的差。
2.如权利要求1中所述的方法，进一步包括以下步骤 显示表示该第一用户定义的静态位置和该第一计算的静态位置之一的标记； 确定第一计算的动态位置，在该第一计算的动态位置处，该飞行器应当相对于该飞行器的当前位置达到该第一用户定义的飞行速度和该第一计算的飞行速度之一；以及显示表示该第一动态位置的标记。
3.如权利要求1中所述的方法，进一步包括以下步骤 接收与飞行器的第二飞行形态有关的第二用户定义的飞行速度； 确定第二用户定义的静态位置，在该第二用户定义的静态位置处，该飞行器应当相对于该飞行器的起始位置达到该第二用户定义的飞行速度。
4.如权利要求3中所述的方法，进一步包括以下步骤 基于与飞行器相关联的数据，来计算与飞行器的第二飞行形态有关的第二计算的飞行速度； 确定第二计算的静态位置，在该第二计算的静态位置处，该飞行器应当相对于该飞行器的起始位置达到该第二计算的飞行速度。
5.如权利要求4中所述的方法，进一步包括以下步骤 计算该第二用户定义的静态位置和该第二计算的静态位置之间的差； 显示第二位置差指示符，该第二位置差指示符指示了该第二用户定义的静态位置和该第二计算的静态位置之间的差；以及 确定第二动态位置，在该第二动态位置处，该飞行器应当相对于该飞行器的当前位置达到该第二用户定义的飞行速度和该第二计算的飞行速度之一。
6.如权利要求1中所述的方法，进一步包括以下步骤显示图标，该图标表示与该第一位置差指示符成比例关系的该飞行器的当前位置。
7.如权利要求1中所述的方法，进一步包括以下步骤显示跑道的表示，其中在该跑道上叠加该第一位置差指示符， 其中，跑道的表示被进一步定义为从该飞行器的当前位置的跑道的透视图。
8.如权利要求1中所述的方法，进一步包括以下步骤 评估飞行速度和/或静态位置之一是否有误差；以及如果飞行速度和/或静态位置之一有误差，则显示警告消息。
9.一种用于显示飞行器的飞行信息的系统，所述系统包括 存储设备，用于存储关于飞行器的数据； 输入设备，用于接收与飞行器的第一飞行形态有关的第一用户定义的飞行速度； 处理器，与所述存储设备和所述输入设备相通信，用于确定第一用户定义的静态位置，在该第一用户的静态位置处，该飞行器应当相对于该飞行器的起始位置达到第一用户定义的静态速度，基于关于该飞行器的数据，来计算与第一飞行形态有关的第一计算的静态飞行速度，确定第一计算的静态位置，在该第一计算的静态位置处，该飞行器应当相对于该飞行器的起始位置达到第一计算的静态飞行速度，以及计算该第一用户定义的静态位置和该第一计算的静态位置之间的差；以及 显示器，用于显示第一位置差指示符，该第一位置差指示符指示了该第一用户定义的静态位置和该第一计算的静态位置之间的差。
10.如权利要求9中所述的系统，其中 所述处理器确定第一计算的动态位置，在该第一计算的动态位置处，该飞行器应当相对于该飞行器的当前位置达到该第一用户定义的飞行速度和该第一计算的飞行速度之一；以及 所述显示器显示表示该第一动态位置的标记。
全文摘要
提供了一种用于显示飞行器的飞行信息的方法和系统。该系统从用户接收与飞行器的飞行有关的至少一个用户定义的飞行速度。处理器基于存储在存储设备中的数据，来计算至少一个计算的飞行速度。由处理器为该用户定义的飞行速度和计算的飞行速度确定静态位置。还计算从用户定义的位置和计算的位置所产生的位置之间的差。针对每个用户定义的位置和计算的位置之间的差而将差指示符显示给用户。
文档编号B64D43/02GK102991679SQ20121043363
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者S·古鲁萨米, N·卡马卡, P·K·马尔维亚, P·克里什纳墨菲 申请人:霍尼韦尔国际公司