用于整理飞机显示器的以飞行员为中心的系统和方法
【专利说明】用于整理飞机显示器的以飞行员为中心的系统和方法
关于联邦政府赞助的研宄或开发的声明
[0001]本发明在联邦航空管理局颁发的DTFAWA-10-A-80031的政府支持下完成。政府对于本发明具有一定的权利。
技术领域
[0002]这里描述的实施例一般涉及飞机显示系统，并且更特别地，涉及用于整理飞机显示器以减少飞行员认知负荷并提高安全性的以飞行员为中心的系统和方法。
【背景技术】
[0003]飞行员负责快速查看和理解一般落入两种类别的信息。第一类信息是飞行数据，它提供了飞行路径信息。大部分飞行数据组织在“信息层”中(例如，飞行路径信息、助航设备(NAVAID)、空域信息、地形信息、天气信息、交通信息等)。这些信息层被组合以在飞行显示系统上提供飞行路径数据的统一的图形化显示(在下文中此统一地显示被称为“导航显示”)。第二类信息为图表数据，它包括一般来源于纸质图表和文档的程序信息。当前的导航显示并不包括由图表数据提供的信息，并且在一些情况下，该图表数据仍为纸张的形式。在其他情况下，该图表数据已经被扫描并被数字化地显示在分离的飞机显示单元上(在下文中此扫描的且直观显示的图表数据被称为“数字仪器图表”)。
[0004]这两类信息在不同的飞行员的起飞前准备步骤中获得。首先，飞行员通过输入飞行计划(例如，出发和目的机场)和飞行阶段与飞机系统交互。飞行员彼此间简报(brief)出发或到达程序。飞行阶段的示例包括出发、在航、到达、保持、进场、迷失进场、着陆/滑行等。响应于飞行员输入的信息，飞行管理系统(FMS)提供从一个或多个数据库检索的相关飞行路径导航数据。接下来，飞行员识别并输入相关飞行程序至飞行系统。普通飞行程序的示例包括:仪表进场程序(IAP)、离场程序(DP)、标准航站楼到达程序(STAR)、绘制目视飞行程序(CVFP)、机场图程序(AD)等。
[0005]每个程序包括一组元素，它们一般为详细的指令。例如，仪表进场程序提供了用于在航环境的仪表飞行降落指令以安全降落于飞机场；离场程序提供了离开机场的简化方法，同时提供了有效、安全和迅速将空中交通移出与机场相关的拥挤空域的手段；离场程序还可提供障碍回避指南以及在降低能见度的情况下起飞的能力；以及机场图程序提供了在繁忙的机场地面环境四周调遣的结构化手段。
[0006]如上文所述，程序信息通常来源于纸质图表。纸质图表可能非常复杂，常常具有压缩在小空间中的大量信息。信息的压缩可将能字体减小为不可读的尺寸。当纸质图表被扫描并显示在飞机显示器上时，飞行员通过缩放可能能够减轻一些查看的问题；然而，飞行员不能确定显示的信息的优先顺序或过滤显示的信息。不管怎样，数字仪器图表引入了额外的飞机显示单元，通常导致飞行员需要将他们的焦点在数字仪器表格和导航显示器之间来回切换，这增加了他们的认知负荷。此外，图表数据和飞行数据的直接组合会以直观和容易理解的方式提供大量信息，该信息过于庞大而无法显示在单个显示器上。
[0007]凌乱的显示器被定义为这样的显示器，其呈现过多数量或种类的符号、颜色和/或其他不必要的信息，并且看情况，以一种可能妨碍飞行任务或操作的方式(FAAAC 25-11A电子飞行甲板显示器)。当该显示器凌乱时，飞行员或机组人员的低头时间和认知负荷增加。除了解决凌乱的问题外，飞行员可能希望用额外的技术定制并简化飞机显示器，例如控制特定注释和标签的位置和方向、改变字体大小、移除指针的箭头等。
[0008]考虑上述内容，所期望的是提供一种以飞行员为中心的系统和方法，用于(I)整理飞机显示器，能够基于飞行员的偏好将飞行数据和图表数据混合在修改的组合中以及
(2)在单个飞机显示器上显示该修改的组合，从而为飞行员提供单个混合的显示器以扫描并获取需要执行相关程序的所有必要信息(在下文中该期望的以飞行员为中心的系统被称为“整理系统”)。所期望的还在于提供一种响应于飞行员偏好的整理系统，用于控制特定注释和标签的位置和方向、改变字体大小以及移除指针的箭头。该期望的整理系统使得认知负荷最小化。
【发明内容】
[0009]提供此
【发明内容】
以通过简化形式引入对于概念的选择，下面在详细的说明书中对这些概念进行进一步描述。此
【发明内容】
并不试图识别要求保护的主题的关键或基本特征，也不试图被用作辅助确定附加的权利要求的范围。
[0010]提供了一种用于整理飞机显示器的以飞行员为中心的方法。该方法获得图表数据、飞行数据和用户输入数据。响应于用户输入数据，生成图表数据和飞行数据的修改组合。显示图形化表示该修改组合的符号。
[0011]还提供了一种用于整理飞机显示器的以飞行员为中心的系统。该系统包括飞行数据源、图表数据源以及被配置为获得用户输入数据的用户接口。包括耦合至飞行数据源和图表数据源的图形模块。包括耦合至图形模块和用户接口的处理器。基于用户输入数据，该处理器被配置为指导该图形模块生成飞行数据和图表数据的修改组合。显示设备耦合至该图形模块，并呈现图形化表示数据的该修改组合的符号。
[0012]还提供了一种用于整理飞机显示器的以飞行员为中心的方法。获得图表数据并获得飞行数据。获得用户输入数据以及获得飞机位置信息。响应于用户输入数据和飞机位置数据，生成图表数据和飞行数据的修改组合。然后显示该修改组合的图形表示。
[0013]通过下文的详细描述和随附的权利要求，并结合附图和此【背景技术】，其他所期望的特征将变得明显。
【附图说明】
[0014]当结合下述附图考虑时，通过参考详细的说明书和权利要求，可获得对本主题的更完整的理解，其中在附图中相同的附图标记表示相似的元素，其中:
[0015]图1是依照示例性实施例的整理系统的框图；
[0016]图2是依照示例性实施例描述整理过程的步骤的流程图；
[0017]图3图示了示例性层选择显示器；
[0018]图4图示了依照示例性实施例的示例性飞机显示器屏幕；
[0019]图5图示了依照示例性实施例的另一示例性飞机显示器屏幕；
[0020]图6图示了依照示例性实施例的再一示例性飞机显示器屏幕；
[0021]图7图示了依照示例性实施例的又一示例性飞机显示器屏幕；
[0022]图8图示了依照示例性实施例的另一示例性飞机显示器屏幕；
[0023]图9图示了依照示例性实施例的再一示例性飞机显示器屏幕。
【具体实施方式】
[0024]下文的详细描述本质上仅为示例性的，并不试图限制本发明或本发明的应用和使用。虽然这里在航空的上下文中描述本主题，应当理解该主题可相似地应用于涉及预定旅行线路(例如旅行计划或旅行线路)或使用其他交通工具(例如汽车、船舶、火车)的其他应用中，并且这里描述的主题并不意欲限制为航空的环境。此外，也不意欲被在前面的【背景技术】或下文详细描述中展示的任何理论所限制。
[0025]为了简洁起见，这里可能并不详细描述与图形和图像处理、导航、飞行计划、飞机控制和该系统(以及该系统的单独运行组件)的其他功能方面相关的传统技术。此外，这里包含的多个附图中示出的连线旨在表示各种元件之间的示例性的功能关系和/或物理耦合。应注意在本主题的实施例中可能呈现很多作为选择的或额外的功能关系或物理连接。
[0026]图1是依照示例性实施例的整理系统100的框图，它可能位于诸如飞机的交通工具上。在示例性的实施例中，该整理系统100包括，但并不限于，显示设备102、导航系统116、通信系统112、飞行管理系统IH(FMS)、处理器108以及图形模块104。该整理系统100可进一步包括用于提供输入和使得能够与该整理系统100交互的用户接口 110以及被适当地配置为支持该整理系统100操作的数据库106，这将在下文进行更详细地描述。该数据库106从源获得数据，例如但并不限于，图表数据源118以及飞行数据源120。应当理解，图1是整理系统100的简化表示，目的在于解释并且易于描述，以及图1并不试图以任何方式限制本主题的应用或范围。实际上，该整理系统100将包括大量其他设备和组件，用于提供额外的功能和特征，这在本领域中将是可以理解的。例如，该整理系统100可包括耦合至飞行管理系统114、数据库106和/或处理器108的一个或多个飞机系统(例如天气系统、空中交通管理系统、雷达系统、交通规避系统)，用于获得和/或提供可显示在显示设备102上的实时飞行相关信息。
[0027]在不