CN107305745A - 速度改变和加速点增强***和方法 - Google Patents

Abstract

提供了速度改变和加速点增强***和方法。一种交通工具显示***包括显示设备和处理器。处理器与显示设备可操作地通信，并且耦合成接收交通工具路线数据和交通工具状态数据。交通工具路线数据代表交通工具的所计划的交通工具路线，并且交通工具状态数据代表当前交通工具状态。处理器配置成，当接收到这些数据时，命令显示设备再现所计划的交通工具路线的至少部分，并且在当前交通工具路线上选择性地再现速度改变点符号和加速点符号中的一个或二者。符号以对于交通工具驾驶员而言更直观的方式再现。

Description

速度改变和加速点增强***和方法

技术领域

本发明涉及交通工具显示***，并且更特别地涉及用于交通工具显示器上的速度改变和减速和/或加速点的增强显示的***和方法。

背景技术

当前，一些飞机制造商显示指示其中应当发生速度改变和/或加速的符号。然而，这些符号不传达速度改变是速度方面的降低、速度方面的增加、负加速（即减速）还是正加速。因此，当前符号体系仅部分地解决速度行为相关情形察觉要求，这造成人类错误的增加的可能性。

在当前的飞机中用于速度改变和加速的符号可能难以区分和适配于速度和加速行为的情形察觉要求。因此，优选的是具有独特且直观的符号体系，其帮助飞行员构建关于速度改变趋势、位置以及预期加速和减速的情形察觉。本发明至少解决该需要。

发明内容

提供本概述来以简化的形式描述在具体实施方式中进一步描述的选择概念。本概述不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用作对确定所要求保护的主题的范围的帮助。

在一个实施例中，一种交通工具显示***包括显示设备和处理器。处理器与显示设备可操作地通信，并且耦合成接收交通工具路线数据和交通工具状态数据。交通工具路线数据代表所计划的交通工具路线，并且交通工具状态数据代表当前交通工具状态。处理器配置成，当接收到这些数据时，命令显示设备再现所计划的交通工具路线的至少部分，并且在当前交通工具路线上选择性地再现速度改变点符号。速度改变点符号包括行进方向符号和速度改变符号。行进方向符号包括在第一顶点处交叉的第一和第二线。第一和第二线每一个具有第一长度，并且第一顶点在所计划的交通工具路线上再现。速度改变符号邻近行进方向符号再现，并且包括在第二顶点处交叉的第三和第四线。第三和第四线每一个具有不等于第一长度的第二长度，并且第二顶点在所计划的交通工具路线上再现。

在另一实施例中，一种交通工具显示***包括显示设备和处理器。处理器与显示设备可操作地通信，并且耦合成接收交通工具路线数据和交通工具状态数据。交通工具路线数据代表所计划的交通工具路线，并且交通工具状态数据代表当前交通工具状态。处理器配置成，当接收到这些数据时，命令显示设备再现所计划的交通工具路线的至少部分，并且在当前交通工具路线上选择性地再现加速点符号。加速点符号包括行进方向符号和加速符号。行进方向符号包括在第一顶点处交叉的第一和第二线。第一和第二线每一个具有第一长度，并且第一顶点在所计划的交通工具路线上再现。加速符号在所计划的交通工具路线上再现，并且包括线和箭头。所述线具有第一端和第二端，第一端在第一顶点上再现，并且箭头在第二端上再现。

另外，在结合附图和前述背景进行考虑的情况下，显示***和方法的其它合期望的特征和特性将从随后的详细描述和随附权利要求变得清楚。

附图说明

本发明此后将结合随附绘制的各图来描述，其中相同的标号标示相同的元件，并且其中：

图1是根据本发明的一个实施例的交通工具显示***的功能框图；

图2是可以在图1的***中的显示设备上再现的图像的示例性表示；

图3-6描绘了可以在图2中所描绘的图像上再现的具体符号体系的实施例；

图7是以流程图形式的图1的***实现的示例性方法，用于在图1的显示设备上选择性地显示一个或多个图像和具体符号体系；以及

图8是可以在图1的***中的显示设备上再现的另一图像的示例性表示。

具体实施方式

以下详细描述在性质上仅仅是示例性的，并且不旨在限制本发明或本发明的应用和使用。另外，不存在由呈现在前述技术领域、背景技术、简要概述或以下的详细描述中的任何明确或隐含的理论定界的意图。在这方面，尽管本文在飞机的情境中描述实施例，但是本文所描述的***和方法可以实现在众多其它的交通工具中，包括汽车、船只和各种其它地形、水运和空运交通工具。

本发明可以根据功能框图和各种处理步骤来描述。应当领会到，这样的功能块可以实现在配置成执行各种功能的许多不同形式的硬件、固件和/或软件组件中。例如，本发明可以采用各种集成电路组件，例如存储器元件、数字信号处理元件、查找表等，其可以在一个或多个微处理器或其它控制设备的控制之下实施各种功能。这样的通用技术对本领域技术人员是已知的，并且在本文中不详细描述。而且，应当理解到，所说明的示例性过程可以包括附加或更少的步骤，或者可以在更大的处理方案的情境中执行。另外，在绘制的各图或说明书中呈现的各种方法不要被解释为限制可以执行各个处理步骤的次序。应当领会到，在本文中示出和描述的特定实现是本发明及其最佳模式的说明，并且不旨在另行以任何方式限制本发明的范围。

示例***通工具显示***100的功能框图在图1中描绘，并且包括处理器102、多个数据源104（例如104-1、104-2、104-3……，104-N）和显示设备106。处理器102与数据源104和显示设备106可操作地通信。处理器102耦合成从数据源104接收各种类型的数据。将领会到，数据可以变化。然而，在所描绘的实施例中，数据至少包括交通工具计划数据以及交通工具惯性和导航数据。处理器102配置成，响应于至少这些数据，在显示设备106上再现各种图像。将领会到，还可以向处理器102供应其它类型的数据。

处理器102可以是众多已知的通用微处理器或响应于程序指令而操作的（多个）专用处理器中的任何一个（或多个）。在所描绘的实施例中，处理器102包括板载RAM（随机存取存储器）103和板载ROM（只读存储器）105。控制处理器102的程序指令可以存储在RAM 103和ROM 105中的任一个或二者中。例如，操作***软件可以存储在ROM 105中，而各种操作模式软件例程和各种操作参数可以存储在RAM 103中。将领会到，这仅仅是用于存储操作***软件和软件例程的一个方案的例示，并且可以实现各种其它的存储方案。还将领会到，处理器102可以使用各种其它电路来实现，不仅仅是可编程处理器。例如，还可以使用数字逻辑电路和模拟信号处理电路。在这方面，处理器102可以包括设计成实施以下所描述的各种方法、过程任务、计算和控制/显示功能的任何数目的软件程序（例如航空电子学显示程序）或指令，或者可以与这些软件程序或指令协作。处理器102还可以是数据源104中的一个或多个的部分，或者可以合并数据源104中的一个或多个的部分。

数据源104向处理器102至少供应以上提到的数据。数据源104可以包括多种多样的数据库、设备和***，其中的一些或全部可以机载地驻留在交通工具上，或者在一个或多个远程位置处。在所描绘的实施例中，其中交通工具是飞机，数据源104至少包括飞行管理***（FMS）104-1，飞行管理***（FMS）104-1如一般已知的，配置成供应代表飞机飞行计划的飞行路线数据。数据源104此外包括一个或多个传感器104-2（例如陀螺仪、全球定位***、惯性参考系、航空电子学传感器等），一个或多个传感器104-2能够确定飞机的模式和/或飞机相对于一个或多个参考位置、点、平面或助航设备的位置，以及飞机的当前状态。如本文所使用的，“飞机的当前状态”至少包括飞机横向位置、飞机海拔高度、飞机横向方向、飞机竖向方向、飞机横向速度和飞机竖向速度。

显示设备106用于以图形、图标和/或文本格式显示各种图像和数据，并且向用户110供应视觉反馈。将领会到，显示设备106可以使用适合于以可由用户110查看的格式再现图形、图标和/或文本数据的众多已知显示器中的任何一个来实现。这样的显示器的非限制性示例包括各种阴极射线管（CRT）显示器以及各种平板显示器，诸如各种类型的LCD（液晶显示器）、TFT（薄膜晶体管）显示器和OLED（有机发光二极管）显示器。显示器此外可以基于面板安装显示器、HUD投影或任何已知技术。在示例性实施例中，显示设备106包括面板显示器。还要指出的是，***100可以利用多于一个的显示设备106来实现。例如，***100可以利用两个或更多的显示设备106来实现。

无论用于实现显示设备106的显示器的数目或特定类型如何，以上指出的是，处理器102响应于其接收的各种数据而在显示设备106上再现各种图像。处理器102在显示设备106上再现的图像将至少部分地取决于所实现的特定功能显示。例如，仅举几个例子，显示设备106可以实现多功能显示器（MFD）、三维MFD、主要飞行显示器（PFD）、合成视觉***（SVS）显示器、竖直位置显示器（VSD）、水平位置指示器（HSI）、交通察觉和避免***（TAAS）显示器或三维TAAS显示器中的一个或多个。而且，***100可以利用多个显示设备106来实现，其中的每一个可以实现这些不同的、非限制性功能显示中的一个或多个。显示设备106还可以实现在电子飞行包（EFB）中，并且在一些实例中，***100中的一些或全部可以实现在EFB中。

现在参照图2，描绘并且现在将描述在显示设备106正在实现VSD时可以在其上再现的示例性图像。在这样做之前，要指出的是，所描绘的VSD图像200仅仅是一个实施例的例示，并且其可以不同地实现。此外要指出的是，未描绘（或进一步描述）的各种其它图像可以在显示设备106上再现，如果需要或期望的话。

所描绘的VSD 200包括侧视图飞机符号202、竖直飞行路线204、两个速度改变点符号206（206-1、206-2），以及两个加速点符号208（208-1、208-2）。VSD 200此外可以再现有各种其它特征，仅举几个例子，包括但不限于，天气相关图形、地形特征和助航设备。然而，要指出的是，为了清楚起见，在图2中未示出这些和其它附加特征。飞机符号202在代表飞机海拔高速和到其目的地的距离的位置处再现。

处理器102耦合成从例如FMS 104-1接收飞行路线数据，并且从例如一个或多个传感器104-2接收飞机状态数据。飞行路线数据代表所计划的飞机飞行路线，并且飞机状态数据代表当前飞机状态。处理器102配置成，当接收到这些数据时，命令显示设备106再现，除了飞机符号202之外，所计划的飞行路线204的至少部分。处理器102此外配置成，当接收到这些数据时，命令显示设备106在当前飞行路线204上选择性地再现一个或两个速度改变点符号206和/或一个或两个加速点符号208。

在进一步继续之前，要指出的是，速度改变点指示要求在飞行路线中的指定位置处达到降低的或增加的速度，并且加速点指示应当在飞行路线中的指定位置处开始降低（减速）或增加（加速）的速度以便达成期望的速度状态。速度改变点符号206在图3和4中描绘，并且加速点符号208在图5和6中描绘，并且将对每一个进行描述，首先从速度改变点符号206开始。

参照图3和4，速度改变点符号206-1、206-2每一个包括行进方向符号302和速度改变符号304。行进方向符号302包括第一线306和第二线308，每一个具有第一长度并且在第一顶点312处交叉。速度改变符号304邻近于行进方向符号302再现，并且包括第三线314和第四线316，每一个具有第二长度并且在第二顶点318处交叉。

如图3和4所描绘的，第一和第二长度不相等，并且取决于处理器102确定飞机将需要经历速度增加还是速度降低，这些长度中的一个将大于另一个。具体地，如果飞机将需要经历速度降低，处理器102将命令显示设备106再现行进方向符号302和速度改变符号304使得第一长度大于第二长度。相反，如果飞机将需要经历速度增加，处理器102将命令显示设备106再现行进方向符号302和速度改变符号304使得第一长度小于第二长度。而且，并且参照回图2，看出第一和第二顶点312、318在所计划的飞行路线204上再现，并且行进方向符号302和速度改变符号304二者指向飞机正在或将要在所计划的飞行路线204上行进的方向。

现在转向图5和6，看到加速点符号208-1、208-2包括行进方向符号302和加速符号502。加速符号502包括线504和箭头506。线504具有第一端508以及第二端512，第一端508在第一顶点312上再现，第二端512具有在其上再现的箭头506。

如图5和6所描绘的，线504和箭头506取决于处理器102确定飞机将需要经历负加速（减速）还是正加速而在行进方向上或在行进方向的相反方向上再现。具体地，如果飞机将需要经历减速，处理器102将命令显示设备106在与飞机的行进方向相反的方向上再现线504和箭头506。相反，如果飞机将需要经历加速，处理器102将命令显示设备106在飞机的行进方向上再现线和箭头。而且，并且参照回图2，看到第一顶点312和线504在所计划的飞行路线204上再现，并且行进方向符号302指向飞机正在或将要在所计划的飞行路线204上行进的方向。

在图7中以流程图形式描绘并且现在将描述***102实现的一个示例性方法700，所述方法用于命令显示设备106在当前飞行路线204上选择性地再现一个或两个速度改变点符号206和/或一个或两个加速点符号208。在这样做之前，要指出的是，在描述示例性方法中使用的加括号的参考标记指代相同编号的流程图块。此外将领会到，尽管以一定的步骤次序描绘和描述示例性方法700，但是这仅仅是一个特定实施例的例示，并且步骤中的一个或多个可以同时或以与在流程图中明确描绘的或在本文中描述的不同的次序执行。

现在参照图7，看到处理器102接收和处理从FMS 104-1供应的飞行路线数据（702），并且接收和处理从一个或多个传感器104-2供应的飞机状态数据以确定飞机的当前状态（704）。更具体地，处理器102基于其接收到的飞机状态数据而至少确定飞机位置、海拔高度、方向和速度。处理器102基于经处理的飞行路线数据和飞机状态数据确定飞机是否将需要经历速度改变（706），以及飞机是否将需要经历加速或减速中的一个（708）。

如果处理器102确定飞机将需要经历速度改变，处理器102将命令显示设备106再现一个或多个速度改变点符号206（712）。类似地，如果处理器102确定飞机将需要经历减速或加速，处理器102将命令显示设备106再现一个或多个加速点符号208（714）。

在一些实施例中，处理器102配置成命令显示设备106以不同颜色选择性地再现速度改变点符号206和加速点符号208。更具体地，处理器102将命令显示设备106以取决于飞机在手动模式还是被管理模式（例如接通自动驾驶仪）中操作的颜色再现符号206。在这样的实施例中，并且参照回图1，处理器102此外耦合成接收指示飞机被管理模式被接通还是解除的信号112。如果接通被管理模式，处理器102将命令显示设备106以第一颜色再现符号206、208，并且如果解除被管理模式，处理器102将命令显示设备106以第二颜色再现符号206、208。

此外要指出的是，处理器102可以替代性地或附加地命令显示设备106再现横向地图。横向地图800的一个实施例在图8中描绘，并且包括作为水平飞行路线802再现的所计划的飞行路线。其此外包括自顶向下视图飞机符号804、两个速度改变点符号206（206-1、206-2）和两个加速点符号208（208-1、208-2）。

本文所描述的***和方法提供独特且直观的符号体系，其帮助飞行员构建关于速度改变趋势、位置和预期加速和减速的情形察觉。

结合本文所公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以利用以下来实现或执行：设计成执行本文所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或它们的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是在可替换方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核的一个或多个微处理器，或任何其它这样的配置。

结合本文所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接体现在硬件中、由处理器执行的软件模块中或二者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪速存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除盘、CD-ROM或本领域中已知的任何其它形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器，使得处理器可以从存储介质读取信息和向存储介质写入信息。在可替换方案中，存储介质可以与处理器集成。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在可替换方案中，处理器和存储介质可以作为分立的组件而驻留在用户终端中。

在本文档中，诸如第一和第二等之类的关系术语可以纯粹用于将一个实体或动作从另一实体或动作区分开，而不一定要求或暗示这样的实体或动作之间的任何实际的这种关系或次序。诸如“第一”、“第二”、“第三”等之类的数值次序单纯标示多个中的不同单个体，并且不暗示任何次序或顺序，除非由权利要求语言具体地限定。任何权利要求中的文本的顺序不暗示过程步骤必须以根据这样的顺序的时间或逻辑次序来执行，除非其由权利要求的语言具体限定。过程步骤可以以任何次序互换而不脱离本发明的范围，只要这样的互换不与权利要求语言矛盾并且不是在逻辑上没有意义的。

另外，取决于上下文，在描述不同元件之间的关系中使用的诸如“连接”或“耦合到”之类的词语不暗示在这些元件之间必须做出直接物理连接。例如，两个元件可以在物理上、电子上、逻辑上或以任何其它方式通过一个或多个附加元件而连接到彼此。

虽然已经在前述详细描述中呈现了至少一个示例性实施例，但是应当领会到，存在大量变型。还应当领会到，一个或多个示例性实施例仅仅是示例，并且不旨在以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。而是，前述详细描述将为本领域技术人员提供用于实现一个或多个示例性实施例的方便路线图。应当理解的是，可以在元件的功能和布置方面做出各种改变而不脱离如在随附权利要求及其合法等同物中阐述的本发明的范围。

Claims (10)

1.一种交通工具显示***，包括：

显示设备；以及

处理器，所述处理器与所述显示设备可操作地通信，并且耦合成接收交通工具路线数据和交通工具状态数据，所述交通工具路线数据代表所计划的交通工具路线，所述交通工具状态数据代表当前交通工具状态，所述处理器配置成，当接收到这些数据时，命令所述显示设备（i）再现所述所计划的交通工具路线的至少部分，并且（ii）在当前交通工具路线上选择性地再现速度改变点符号，

其中：

所述速度改变点符号包括行进方向符号和速度改变符号，

所述行进方向符号包括在第一顶点处交叉的第一和第二线，所述第一和第二线每一个具有第一长度，所述第一顶点在所述所计划的交通工具路线上再现，并且

所述速度改变符号邻近所述行进方向符号再现，并且包括在第二顶点处交叉的第三和第四线，所述第三和第四线每一个具有不等于所述第一长度的第二长度，所述第二顶点在所述所计划的交通工具路线上再现。

2.权利要求1所述的***，其中：

所述行进方向符号和所述速度改变符号二者指向所述交通工具正在或将要在所述所计划的交通工具路线上行进的方向。

3.权利要求2所述的***，其中所述处理器还配置成：

确定所述交通工具是否将需要经历速度改变；并且

当做出该确定时，命令所述显示设备再现所述速度改变点符号。

4.权利要求3所述的***，其中所述处理器还配置成：

确定所述交通工具将需要经历速度降低还是速度增加；

如果所述交通工具将需要经历速度降低，则命令所述显示设备再现行进方向符号和速度改变符号使得所述第一长度大于所述第二长度；并且

如果所述交通工具将需要经历速度增加，则命令所述显示设备再现所述行进方向符号和所述速度改变符号使得所述第一长度小于所述第二长度。

5.权利要求1所述的***，其中：

所述处理器还配置成在所述所计划的交通工具路线上选择性地再现加速点符号；

所述加速点符号包括所述行进方向符号和加速符号，

所述加速符号在所述所计划的交通工具路线上再现，并且包括线和箭头，所述线具有第一端和第二端，所述第一端在所述第一顶点上再现，所述箭头在所述第二端上再现。

6.权利要求5所述的***，其中所述处理器还配置成：

确定所述交通工具是否将需要经历减速或加速中的一个；并且

当做出该确定时，命令所述显示设备再现所述加速点符号。

7.权利要求6所述的***，其中所述处理器还配置成：

如果确定所述交通工具将需要经历减速，则命令所述显示设备在与所述交通工具的行进方向相反的方向上再现所述线和所述箭头；并且

如果确定所述交通工具将需要经历加速，则命令所述显示设备在所述交通工具的行进方向上再现所述线和所述箭头。

8.权利要求1所述的***，其中：

所述交通工具是飞机；

所述处理器耦合成接收指示飞机被管理模式被接通还是解除的信号；

所述处理器还配置成命令所述显示设备（i）如果接通被管理模式则以第一颜色再现所述速度改变点符号，并且（ii）如果解除被管理模式则以第二颜色再现所述速度改变点符号。

9.权利要求8所述的***，其中：

所计划的飞行路线是竖直飞行路线；并且

所述处理器命令所述显示设备再现竖直位置显示。

10.权利要求8所述的***，其中：

所述所计划的交通工具路线是水平飞行路线；并且

所述处理器命令所述显示设备再现横向地图。