用于飞机飞行管理系统的触觉接口的制作方法_2

文档序号:9748568阅读:来源:国知局
每一整FL-或100英尺_)的函数。它们可以是表示类型(2D ND,2D VD, 3D, 2.5D)、显示范围的函数,等等。
[0039]在一种改进中,确定和/或显示触摸接口数据输入图形符号的步骤是一个或多个参数的函数,该参数包括a)要输入的数据量,b)要做的修订的类型,c)输入单位类型,d)显示范围,e)表示类型和/或f) 一个或者多个预定的标准。
[0040]公开的系统包括用于实现根据本发明的方法的一个或多个步骤的手段。
[0041]—般来说,系统或者设备可包括处理器或者计算手段,储存器或者存储手段和人机接口(HMI)手段。特别是,本发明完整地、专门地实现了包含触觉接口的可能的实施例。实际上,字母数字输入模式可以有利地被图形输入模式完全地替换(全图形FMS( “FullGraphical FMS”))。
[0042]在一种改进中,系统包括主飞行显示PFD和/或导航显示ND/VD和/或多功能显示 MFD0
[0043]在一种改进中,系统包括飞行管理系统类型的飞行管理航空电子设备手段和/或电子飞行包类型的非航空电子设备手段和/或增强和/或虚拟现实手段。
[0044]特别地,AR(增强现实)手段包括HUD (平视显示)类型系统,以及特别地,VR(虚拟现实)手段包括EVS (增强视觉系统)或者SVS (合成视觉系统)类型系统。
[0045]在一种改进中,系统仅仅包括触觉类型接口手段。在本发明的一个特定实施例中,驾驶舱完全是触觉型的,即,单独地构成触觉型人机接口(HMI)。
[0046]根据本发明的方法和系统实际上实现了 “全触觉”实施例(例如,驾驶舱中的FMS接口将是“全触摸”类型的),也就是说与包含整个触觉屏幕的人机交互环境相符合,不具有有形的执行装置,但是其作为一个整体有利地可重新配置。实际上,以触摸的方式管理所有(即无一例外的整体)的多参数修订是可能的(因为该方法使得交互图形符号能够被叠加)。因此可能彻底淘汰键盘输入。如果没有“全触摸”实现,根据本发明的方法和系统大幅和有利地减少经由键盘的字母数字输入。
[0047]—般来说,本发明的一个方面旨在定义“FMS替换语言”,其能够使根据一个或者多个合适的模型来操纵所有可能的FMS修订成为可能(通过与飞机方面相对应的图形符号的手段)。该语言尤其反映在预先定义的参数的存在中以及实现对人机交互的管理的规则中(例如,针对非触觉基本任务、等同触摸任务的替换步骤)。
[0048]本发明尤其意在能够“由手指”控制飞行管理系统(FMS),也就是说唯一地或与非触摸接口结合地使用触屏。
[0049]根据本发明的一个方面,其可能无需经由键盘的字母数字输入或者至少减少对非触觉接口的依赖。根据本发明的一个方面,字母数字输入被直接选择要被修改的目标的功能所替代,不涉及这样的键盘输入或者至少针对一些键盘输入的触觉对应物的替换。
[0050]根据一个实施例,本发明有利地使省掉字母数字键盘和/或对额外的输入外围设备的依赖需要成为可能。根据一个实施例,本发明有利地使以完全的图形方式来交互成为可能,或者至少大大地限制了任何对字母数字输入的依赖。在一个实施例中,选择手段可连续地或持久地适应以便实现精确地选择要输入的值。因此可为机务人员保证流畅的输入,如以及当触觉接口被操纵时,例如,从无不得不要低头输入字母数字的情况下,该机务人员通常可立刻看到他们动作的结果。
[0051]根据各个实施例,方法实现了尤其仅仅利用一个或者多个触摸接口的捕获或输入字母数字值的模式。该数据输入有利地是快速和直观的。然而,某些实施例可用“混合”接口,即组合触觉接口和非触觉接口(键盘、光标、鼠标、轨迹球、触控板、触觉系统、语音控制、眼球追踪控制,等等)。
[0052]根据本发明的实施例,可以有利地利用特定于航空电子设备的触觉接口人机交互模型(也就是说适合于驾驶环境)。换句话说,本发明的改进超出了从触觉技术到航空电子设备环境的简单转换,而是到相对地重塑了驾驶员与飞行管理系统的交互。FMS中的人机交互的人体工程学实际上可被深入地反思(例如,直接在屏幕上优化信息的输入)。例如,本发明的实施例可发展新的转换功能(例如,“拖拽/字母数字”,被优化来处理机载飞机核心系统FMS的特质)。触觉元素到图形/逻辑对应物的(部分或全部)转换(其因此通过精确或不变的定义)使得在实现中的更大的灵活性成为可能(超越仅仅是重新配置驾驶舱,即考虑显示的上下文和数据的操纵,对数据和/或动作手段的定制化,以及成为可编程和/或可配置的接口)。
[0053]根据本发明的方法一般有利地向后兼容。根据本发明的方法的多个改进尤其定义了利用被表示在屏幕上的“图形框”的输入模式,其显示了由驾驶员和/或飞行管理系统修改的最终的数值或符号值。存在多种类型的图形框,尤其是“距离”、“角度”、“海拔”、“速度”、“质量”、“定中心”等等。(用手指或者光标)可选地在框中点击使得经由键盘输入所需的值成为可能。这样使得能够保留与如目前在商用飞机中实现的交互的兼容性。需要字母数字计算的功能仍然打算具体化屏幕上的窗口,在该窗口中,机务人员利用字母数字键盘输入数据。尽管由本发明提议的技术解决方案可被实现或者使用在触觉类型接口上,其因此还可利用现有的光标交互系统来被实现或者使用。
[0054]本方法使定义和使用飞行管理系统中的新功能成为可能。例如,新的功能可以与修订相关联,尤其通过使选择字母数字值而不必使其经由键盘被输入,而直接通过操纵与所述修订相关联的新的符号成为可能。根据本发明的方法的一些实施例使得在飞行管理系统FMS中整合新的功能成为可能(对角度、距离、海拔差、地图旋转的计算;在元素上而非FMS上的修订,例如,由TCAS(空中防撞系统)功能在屏幕上显示的飞机,在屏幕上显示的地形或者气象的异常)。此外,根据本发明的方法使得先进的旁路功能成为可能(通过简单的触觉命令输入旁路架构,捕获或输入偏移值使得能够避免操纵异常,例如“牵拉”、获得的飞行路径等等)。最后,该方法还通过作用于飞机模型或者飞行路径元素(例如通过时钟、精密计时器或者沙漏型模式的RTA(实时分析器)上的动作),来使得考虑在参数上的一个或多个动作成为可能,诸如速度。最后,该方法可以用在垂直显示类型的上下文中(即,在垂直平面中的导航显示ND期间)。例如,在一个实施例中,使得实时修改垂直的飞行路径成为可能(伪航点的运动、海拔或速度或时间约束等等的变动)。还可以想象去创建触觉和/或手势命令的库,尤其针对“转动”地图,使得驾驶员能够应用地图旋转感知他们在侧面或垂直(或者四分之三)面的环境。最后,根本本发明的方法使得新的交互成为可能(例如,具有在下一个航段上对齐的DIRECT TO (直接到)功能)。
[0055]根据本发明的方法将有利地实现在多种多样的航空电子设备系统和环境中。该方法可以机载实现,在一方面交互(触觉或非触觉)接口和FMS(或者EFB、平板电脑等等)之间,或者FWS (例如,特别地,用于勾号或者选择框或者选项),或者在地面上(例如,在空中交通控制人机接口(HMI)或者航空公司软件)。本发明还找到了用于进入航空路线的有利应用,例如TAXI (机场滑行系统)类型。最后,本发明找到了在无人机远程驾驶室中的有利应用。
【附图说明】
[0056]本发明的各个方面和优势会在对依照附图的本发明的优选而非限制性的实施例的以下描述的基础上变得明显。
[0057]图1显示了本发明整体的技术环境。
[0058]图2用图表显示了已知的FMS类型飞行管理系统的结构和功能。
[0059]图3显示了根据本发明的方法的步骤的例子。
[0060]图4显示了飞机参数和修订的例子。
[0061]图5至图11显示了根据本发明的符号体系的各个例子。
[0062]图12显示了 FMS显示屏上的不同符号体系的叠加。
[0063]图13显示了与用于实现根据本发明的方法的人机接口(HMI)有关的各个方面。
【具体实施方式】
[0064]—些术语和技术环境在下文中被定义。
[0065]缩写FMS是指经由ARINC702国际标准的在现有技术中已知的飞机飞行管理系统。在飞行的准备期间或者在变更路线的情况下,机务人员通常利用飞机飞行管理系统(FMS)输入涉及飞机行进的信息的各种项目。FMS包括输入手段和显示手段以及计算手段。操作者,例如驾驶员或者副驾驶员,能够经由输入手段输入信息,诸如与路线点相关联的RTA或航点(waypoints),即飞机必须在其上经过的点。这些元素经由ARINC 424国际标准在本领域中是已知的。该计算手段尤其使飞机飞行路径的计算成为可能,该飞行路径来自飞行计划,其包括根据航点之间的几何结构和/或海拔和速度状况的航点列表。
[0066]在下文中,缩写FMD被用来指明目前在驾驶舱内的FMS的文本显示,一般在下视位置(在驾驶员膝盖的水平处)。FMD被组织成“页面”,其包括相干信息的功能分组。这些页面包括列出飞行计划的元素(航点、标记、伪航点)的FPLN页面和显示在导航数据库中的搜索的结果的“复制”页面。
[0067]缩写ND被用来指明目前在驾驶舱内的FMS的图形显示,一般被安排在面部水平处。该显示是通过参考点(在显示的中心或底部处)和范围来定义的,定义显示区域的大小。
[0068]缩写HMI是指人机接口。信息的输入和通过显示手段的输入和计算的信息的显示构成了一个这样的人机接口。利用已知的FMS类型设备,当操作者输入航点时,他们经由用于通过显示手段被显示的专用显示器来这么做。该显示器还可以显示与关系到关心的航点的飞机的时间情况有关的信息。操作者之后可以输入和查看针对该航点的时间约束集。一般来说,该HMI手段能够实现飞行计划信息的输入和评议。
[0069]图1显示了本发明的全局技术环境。航空电子设备或者机场设施100(例如与空中交通控制系统通信的控制塔)与飞机110通信。飞机是能够在地球大气层中来回移动的运输手段。例如,飞机可以是一架固定翼飞机或一架直升机(或者无人机)。飞机包括驾驶室舱或驾驶舱120。在驾驶舱内设置飞行设备121 (被称为航空电子设备)包括,例如一个或者多个机载计算机(计算、存储器和数据存储手段),包括FMS、数据显示或视觉化和输入手段,通信手段,和(如适用)触觉反馈手段和滑行计算机。可以在机上提供触屏平板电脑或EFB 122,其作为便携式设备或集成到驾驶舱内。所述EFB可以与航空电子设备121进行交互(通过双方通信123的方式)。该EFB还可以与经由网络可访问的外部数据
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