航空电子装置、系统和方法
【专利说明】航空电子装置、系统和方法
[0001]本申请是2010年7月26日提交的申请号为201080042826.4的同名专利申请的分案申请。
[0002]交叉引用
[0003]本申请要求享有如下申请的权益并且基于如下申请的优先权:共同未决美国临时专利申请 N0.61/228, 610，题为 “Revers1nary Architecture System and Method” ；N0.61/228，603，题为 “Pitot Pressure Sensing System and Method” ；N0.61/228，601，题为 “LCD Display Dimming System and Method” ；N0.61/228，608，题为 “Informat1nPage Select1n System and Method” ；N0.61/228，599，题为 “Altitude Marker Systemand Method” ；N0.61/228，598，题为 “Multifunct1n Av1nics Display User InterfaceMethod”；和 N0.61/228，597，题为“Dynamic Topography Resolut1n System andMethod of Display”，所有六个申请都提交于2009年7月26日；以及美国临时专利申请N0.61/367, 041，题为 “Av1nics Display，，，和 N0.61/367, 058，题为 “Av1nics Display，，，两个申请都提交于2010年7月23日，在此通过引用将其整个公开并入这里。
技术领域
[0004]本发明的总体构思涉及航空电子装置、显示器和系统以及用于航空电子装置显示的方法。更具体而言，本发明构思涉及在显示屏上选择和显示信息的方法和系统。这些系统和方法允许利用旋钮选择和信息显示，利用旋钮移动到期望位置并且突出显示和选择要显示的期望信息，省去了对光标功能的需要。这些系统和方法还实现了同时在显示器的单屏显示上的多页和/或多窗口或这些页和/或窗口之内的“片块(tiles) ”，在被选中时，完全独立地控制每个窗口、页面和/或片块。本发明的总体构思还提供了通过窗口、片块和/或页面导航的方法和系统。
[0005]本发明的总体构思还涉及事先在电子显示系统海拔高度标尺带(altitude tape)上向飞行员提供多个警示以及迫近预定海拨高度的系统和方法。这些系统和方法通过提供协调工作的警示而提供了更强的安全性，由此提高了飞行员对接近飞行临界海拔高度的状况意识和/或在接近飞行临界海拔高度期间为飞行员赋予了对海拔高度变化率的更强感觉。
[0006]本发明的总体构思还涉及基于航空电子导航显示的显示范围采用可变分辨率地形数据的系统和方法。本发明的总体构思使用了范围之间平滑的缩放(zoom)。两种效果都实现了看起来是恒定分辨率平滑缩放的效果，同时改变了平面范围。
[0007]本发明的总体构思涉及显示系统和方法，显示装置，例如用于航空电子装置的显示器。更具体而言，本发明构思涉及一种系统和方法，使用航空电子装置(或其它显示装置)的图形显示处理器功能以在夜间飞行期间将装置的航空电子显示暗淡到最低可能水平(这样就可以观察到显示器显示的数据结果)而无需非常宽动态范围的背光电路。
[0008]本发明的总体构思涉及航空电子系统和方法，更具体而言，本发明总体构思涉及在飞机皮托压力感测系统故障、阻塞或误操作或器械其它故障的情况下检测和/或提供备用设备的系统和方法。在一个实施例中，本发明的总体构思涉及一种独特的电子飞行显示架构，满足FAR 23.131(b)对驾驶舱中冗余备份仪器的管理要求。在另一实施例中，本方面的总体构思使用不相似传感器数据的组合并且向航空电子显示器显示信息。
【背景技术】
[0009]常规的航空电子显示器使用X、Y光标功能基于向下链接的报告(例如METARS、AIRMETS、SIGMETS)访问航空电子显示屏上的项目，例如机场、VOR的项目以及气象信息。
[0010]常规的航空电子显示器限于提供用于单页的单个功能。在一些常规航空电子系统上提供了弹出式显示器。这些弹出式显示器功能有限，且不能显示其它屏幕。在主显示页上显示与未被显示的页相关联的辅助信息，辅助功能的数据被改变并且组合成主显示页，且不被表示为原始页和数据。二次数据被显示，且不能由这些常规显示器的用户改变。
[0011]常规系统使用一个可选择的警示或错误向飞行员指出选择的海拔高度。至少因为在飞行员接收到警示时必须立即准备对飞机的航向做出调节，这是存在问题的。于是，未观察特定系统或以其它方式未等候警示的飞行员可能导致通过选定的海拔高度，由此需要进行海拔高度校正。
[0012]当前，常规航空电子显示器限于一种分辨率，或至多限于两个(2)水平的地形数据分辨率，用于在导航图上描绘地形。常规的航空电子显示器不在RAM中存储超过一个水平的地形分辨率并且在显示地形数据方面受到数据存储装置传送率的限制。常规显示器的这种局限导致在常规显示器的用户从一种分辨率切换到另一种时显示器中出现陡峭的“台阶”或“跳动”。
[0013]IXD型显示器已经在航空电子装置中普及。由于IXD面板自身不发光，它们需要外部照明机构(背光)才容易看到。在大部分LCD显示器上，这由位于LCD面板后方的冷阴极荧光灯构成。新近以来，在LCD显示器中出现了 LED背光照明的LCD显示器，成为常规荧光灯背光的替代。LED背光方案还实现了比常规显示器更纤巧的面板。用于航空电子装置的LCD显示器当前使用非常大动态范围(>1000:1)的调光硬件以在直接阳光照射时的最大所需亮度(从而可以观察到显示器显示的数据结果)和夜间飞行期间所需的最低亮度之间变化。这种常规显示器的最低显示亮度受到LCD硬件能力的限制，其需要最低量的功率来驱动发光。尤其是对于LED背光方案，驱动背光所需的最小功率导致显示器亮度对于用于航空电子设备中常常太亮，航空电子设备常常用于仅有非常少(如果有的话)环境光的条件下。在用于夜间飞行时常常出现的最低环境光条件下时，如果航空电子显示器的光输出或光泽太亮，飞行员必须在航空电子显示器和夜空之间不断调节或重新聚焦其视觉。这样可能是麻烦的甚至不安全的。因此，有益的做法是提供一种手段，提高航空电子显示器(或其它类似显示器)的调光能力，超过相关联硬件背光驱动器的能力。
[0014]为了使显示器的强光最小化，很多显示器制造商都包括夜间模式特征，其中在低环境光状况下修改所显示项目的色彩设计。在这种夜间模式特征中，使用更暗的颜色，例如黑色，取代更亮的颜色，例如绿色、蓝色等。这样的模式获得更低的对比度，常常导致屏幕上显示的项目细节更少。因此，有益的做法是提供一种显示器，其无需改变显示屏上显示的项目的色彩布置就减少眩光。
[0015]FM Advisory Circular 23.1311-1B阐述了可接受的手段，表现出与针对在23部分飞机中安装电子显示器的14CFR§ 23的一致性。除此之外，它需要逆转的或备用架构，进行电子基本飞行显示，或实现等价水平的安全性。
[0016]皮托压力和环境静压用于确定飞机的表速，这是飞机的关键性能决定因素，也常用于安排各种飞机系统，例如配平电动机、人工感觉系统、包络保护系统的行为或运行，或可用于计算其它飞行参数，例如来自飞行数据姿态航向参考系统(ADAHRS)的姿态信息。
[0017]在皮托管(pitot)系统的故障是严重故障的情况下，常规的飞机设计实施具有充分冗余的皮托管感测架构，以确保有可靠数据可用。这种冗余架构的范例是具有双冗余和被监测加热元件的双冗余皮托管探头，每个探头加热器连接到不同的发电源。在很多旧式轻型飞机中，安装的皮托管系统没有充分的冗余性来确保有精确数据，这可能导致使用误导数据和/或通常排除了在执行关键功能时使用数据，改造这种具有冗余的皮托管系统的旧式飞机极为困难且成本高昂。
【发明内容】
[0018]本发明的总体构思涉及在显示一地区地理表示的显示屏上选择并显示关于航空和气象项目的相干信息的方法和系统。这些方法和系统允许使用旋钮选择和显示信息，使用旋钮移动到期望位置并且突出显示和选择叠加在地理显示上的要显示的期望信息。本发明的总体构思消除了需要光标功能来执行这些功能。
[0019]本发明的总体构思还涉及显示多页和/或多窗口或这些页和/或窗口之内的“窗口片块”的方法和系统。这允许航空电子多功能显示器(“MFD”)包括同时显示于单个屏幕上的几个功能，在被选择时能够完全独立地控制每个功能。本发明的总体构思还提供了一种通过多功能航空电子显示器上的片块导航的方法。
[0020]本发明的总体构思还涉及事先在电子显示系统海拔高度标尺带上向飞行员提供多个警示以及迫近预定海拨高度的系统和方法。本发明的总体构思通过提供协调工作的警示实现了更高安全性，由此增强了飞行员对接近飞行临界海拔高度的状况意识。
[0021]本发明的总体构思还提供了具有多层次地形分辨率的显示器，在层次之间具有平滑过渡。
[0022]以上和其它目的是为了例示本发明，并不是要进行限制。在研究以下说明书和构成其部分的附图时，本发明很多可能的实施例可以被提出并将变得显而易见。可以独立于其它特征和子组合采用本发明的各种特征和子组合。结合附图，从以下描述将明了本发明的其它目的和优点，其中通过例示和范例阐述了本发明的实施例及其各种特征。
[0023]本发明提供了使用图形处理器的α混合性能对显示器调光的方法，在最后硬件调光步骤之后有效地利用中性色覆盖图使其变暗。
[0024]以上和其它目的是为了例示本发明，并不是要进行限制。在研究以下说明书和构成其部分的附图时，本发明很多可能的实施例可以被提出并将变得显而易见。可以独立于其它特征和子组合采用本发明的各种特征和子组合。结合附图，从以下描述将明了本发明的其它目的和优点，其中通过例示和范例阐述了本发明的实施例及其各种特征。
[0025]本发明的总体构思涉及一种具有电子飞行显示器的方法系统，满足FAR23.1311(b)对驾驶舱中冗余备份仪器的管理要求。本发明的总体构思还涉及利用不相似传感器数据的组合检测飞机皮托压力(pitot pressure)感测系统故障、阻塞或误操作的系统和方法。
[0026]以上和其它目的是为了例示本发明，并不是要进行限制。在研究以下说明书和构成其部分的附图时，本发明很多可能的实施例可以被提出并将变得显而易见。可以独立于其它特征和子组合采用本发明的各种特征和子组合。结合附图，从以下描述将明了本发明的其它目的和优点，其中通过例示和范例阐述了本发明的实施例及其各种特征。
【附图说明】
[0027]结合附图，从实施例的以下描述，本发明总体构思的这些和/或其它方面和效用将变得显而易见并更容易理解。为了例示的目的，在附图中示出了当前优选的本发明总体构思的形式；不过，要理解，本发明的总体构思不限于图示的精确布置和手段。在附图中:
[0028]图1是本发明总体构思具有显示器、屏幕和旋钮的示范性实施例系统。
[0029]图2是本发明总体构思具有显示器、屏幕和旋钮的另一示范性实施例系统。
[0030]图3是本发明总体构思具有显示器、屏幕和旋钮的另一示范性实施例系统。
[0031]图4是本发明总体构思具有显示器、屏幕和旋钮的另一示范性实施例系统。
[0032]图5是示出了多功能航空电子显示器上的多个页面的本发明总体构思另一示范性实施例的系统。
[0033]图6是示出了多功能航空电子显示器上的单个页面的本发明总体构思另一示范性实施例的系统。
[0034]图7是示出了多功能航