JP2009295152A - ユーザの身振りに基づいてアビオニクス・システムを動作させる方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】パイロットの身振りに基づいて、ヘッドセットおよびヘッドアップディスプレイを含むアビオニクス・システムを動作させる方法及びシステムを提供する。
【解決手段】パイロットが装着しているヘッドセットの位置と方向を検出し、位置と方向の所定の動作の検出に応答して、ヘッドアップディスプレイを第１の動作モードから第２の動作モードに切り替え、ヘッドセットが最初の位置と方向に戻る場合、ヘッドアップディスプレイを第２の動作モードにとどまらせる。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般にアビオニクス・システムに関し、より詳細には、パイロット等のユーザの身振りに基づいてアビオニクス・システムを動作させるための方法及びシステムに関する。

航空機のような現在の乗り物はしばしば、透明なディスプレイ又は画像コンバイナ上へ様々なシンボル及び情報を投影するヘッドアップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）を含み、それを通じてユーザ（例えばパイロット）は同時に外部の状況を見ることができる。従来のＨＵＤは、航空機のフロントガラス上の計器盤の上に配置された、あるいは直接フロントガラスとパイロットとの間に配置された固定の画像コンバイナを含んでいる。

最近になって、パイロットの頭の位置や角度方向が変化するにつれて移動するパイロットのヘルメットやヘッドセットに結合された、目に近い（near-to-eye、ＮＴＥ）ディスプレイのような画像コンバイナを利用する、「ヘッド・マウント型の」ＨＵＤがますます開発されている。ヘッド・マウント型のＨＵＤの長所は、表示された情報がパイロットの頭の位置や方向にかかわらずパイロットに見えるということであるが、パイロットが目に見える障害物ができるだけない状態で地形を見ることを試みている場合、あるいは、パイロットが計器盤（つまり「ヘッド・ダウン」ディスプレイ）上の表示を見ている場合など、ＮＴＥディスプレイ上の情報見えなくなることをパイロットが望む状況が存在する。通常、パイロットがＨＵＤを非活性化するためのただ一つの方法は、航空機の操縦室でユーザ入力デバイス（例えば。スイッチ）を手動で作動させることであり、これは気が散る原因となり、通常は少なくとも１つの手を操縦装置から離すことをパイロットに要求する。

この意味で、固定の画像コンバイナを利用する従来のＨＵＤには、パイロットの頭部が画像コンバイナの正面にある場合、表示された情報が通常目に見えるにすぎないという長所がある。すなわち、パイロットが画像コンバイナを見回すために横に傾くかあるいは計器盤を見おろすと、ＨＵＤ上の情報はもはや目に見えなくなる。

さらに、ユーザ入力デバイスの手動操作の必要なしにパイロットが航空機内の他のシステムをコントロールできることが有利な状況がある。さらに、航空機がパイロットの身振りに自動的に応答することが有利な状況がある。

従って、ユーザの身振りに基づいてアビオニクス・システムを動作させる方法及びシステムを提供することが望ましい。さらに、本発明のその他の望ましい特徴及び特性は、添付の図面及びこの背景と共に以下の本発明の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲を考慮することで明白になる。

ヘッドセット及びヘッドアップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）装置を含むアビオニクス・システムを動作させる方法が提供される。ＨＵＤ装置が第１の動作状態にある場合のヘッドセットの最初の位置−方向が検出される。ヘッドセットの所定の組の動作が検出される。ヘッドセットの所定の組の動作は最初の位置−方向で始まる。所定の組の動作の検出に応答して、ＨＵＤ装置は、第１の動作状態から第２の動作状態に切り替えられる。ヘッドセットが最初の位置−方向へ戻る場合、ＨＵＤ装置は第２の動作状態にとどまらせられる。

ヘッドセット及びヘッドアップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）装置を含むアビオニクス・システムを動作させる方法が提供される。ヘッドセットの動作の第１と第２の組が定義される。ＨＵＤ装置が第１の動作状態にある場合のヘッドセットの最初の位置−方向が検出される。ヘッドセットの第１の組の動作が検出される。ヘッドセットの第１の組の動作は最初の位置−方向で開始する。第１の組の動作の検出に応答して、ＨＵＤ装置は、第１の動作状態から第２の動作状態に切り替えられる。第２の組の動作を経験せずにヘッドセットが最初の位置−方向へ戻る場合、ＨＵＤ装置は第２の動作状態にとどまらせられる。ヘッドセットの第２の組の動作が検出される。第２の組の動作の検出に応答して、ＨＵＤ装置は、第２の動作状態から第３の動作状態に切り替えられる。

ヘッドセットを含むアビオニクス・システムを動作させる方法が提供される。ヘッドセットの所定の組の動作が検出される。ヘッドセットの所定の組の動作の検出に応じて音声通信が生成される。

本発明は、類似の数字が類似の要素を示す以下の図面と共に以下に記述される。

本発明の１つの実施例に従う、航空機の概略的なブロック図である。 最初の位置−方向における目に近い（ＮＴＥ）ディスプレイを含む図１の航空機内のヘッドセットの等角図である。 記号画像がレンダリングされたＮＴＥディスプレイの平面図である。 第１の組の動作を経験する図２のヘッドセットの等角図である。 記号画像を非活性化した、図３のＮＴＥディスプレイの平面図である。 動作の別のセットを経験する図２のヘッドセットの等角図である。 本発明の別の実施例による１組の動作を経験する図２のヘッドセットの等角図である。 本発明のさらなる実施例による１組の動作を経験する図２のヘッドセットの等角図である。

以下の詳細な説明は本来例示にすぎず、本発明又は本発明の用途及び使用を制限するようには意図されない。さらに、前述の技術分野、背景及び概要又は以下の詳細な説明において提示される如何なる明示の又は黙示の理論によって束縛される意図もない。図１−８が単なる実例であり、一定の縮尺で描かれていないことにも注目すべきである。さらに、幾つかの図面において、ｘ、ｙ及びｚ軸及び／又は方向（又はピッチ（pitch）、ロール（roll）及び／又はヨー（yaw）軸））を含むデカルト座標系が、様々な実施例に従って、構成要素の相対的な方向を明確にするように示されている。しかし、この座標系は、単に本発明の種々の側面の説明を助けるように意図されるものであり、制限するものとして解釈されるべきでない。

図１乃至図８は、アビオニクス・システムを動作させるための方法及びシステムを説明する。１つの実施例では、アビオニクス・システムはヘッドセット及びヘッドアップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）を含む。ＨＵＤ装置が第１の動作状態にある場合、ヘッドセットの最初の位置及び／又は角度方向（つまり位置−方向）が検出される。ヘッドセットの所定の組の動作（空間的な及び／又は角度的なもの）が検出される。ヘッドセットの所定の組の動作は最初の位置−方向において開始する。所定の組の動作の検出に応じて、ＨＵＤ装置は、第１の動作状態から第２の動作状態に切り替えられる。ヘッドセットが最初の位置−方向へ戻る場合、ＨＵＤ装置は第２の動作状態にとどまるようにさせられる。ＨＵＤ装置の動作状態の切り替えは、ＨＵＤ装置上でレンダリングされた画像の少なくとも一部を活性化すること及び／又は非活性化することを含み得る。

別の実施例では、アビオニクス・システムはヘッドセットを含んでいる。ヘッドセットの所定の組の動作が検出される。ヘッドセットの所定の組の動作の検出に応答して音声通信が生成される。所定の組の動作は、例えばヘッドセットを着用しているユーザの遭難（distress）や身振りの状態を示してもよい。

図１は、本発明の１つの実施例に従う航空機のような乗り物２０を概略的に示す。乗り物２０は、１つの実施例において、例えばプロペラ又はジェット・エンジンで駆動される自家用飛行機、商用ジェット旅客機又はヘリコプターのような多くの異なるタイプの航空機のうちのいずれか１つであってもよい。描かれた実施例では、乗り物２０は、操縦室２２（あるいはコックピット）及びアビオニクス／飛行システム２４を含んでいる。特に説明されないが、一般に理解されるように、乗り物２０が操縦室２２及びアビオニクス／飛行システム２４が接続されるフレーム又はボデイをさらに含むことが理解されるであろう。乗り物２０が単に例示的なものであり、描かれた構成要素、システム及びデータソースの１つ又は複数なしに実現することができることも注目されるべきである。１つ以上の追加のコンポーネント、システムあるいはデータソースを用いて乗り物２０を実現できることがさらに理解されるであろう。
操縦室２２は、ユーザ・インターフェース２６、ディスプレイ装置２８（例えば主要な飛行ディスプレイ（primary flight display、ＰＦＤ）、通信無線装置３０、ナビゲーション無線装置３２、オーディオ装置３４、ヘッドセット３６、及び頭部（及び／又は目）動作追跡装置（motion tracker）３８を含む。

ユーザ・インターフェース２６は、ユーザ４０（例えばパイロット）から入力を受け取り、ユーザ入力に応答してアビオニクス／飛行システム２４に対してコマンド信号を供給するように構成される。ユーザ・インターフェース２６は、飛行制御装置（図示せず）、及び、マウス、トラックボール、ジョイスティック及び／又はキーボードのようなカーソル制御デバイス（ＣＣＤ）、１個以上のボタン、スイッチ又はノブを含むがこれらに限定されない様々な既知のユーザ・インターフェース・デバイスのいずれか１つ又はこれらの組み合わせを含み得る。描かれた実施例では、ユーザ・インターフェース２６はＣＣＤ４２及びキーボード４４を含んでいる。ユーザ４０はＣＣＤ４２を使用して、例えば、ディスプレイ装置２８上のカーソル・シンボルを移動させ、またキーボード４４を使用して、例えばテキストデータを入力する。
さらに図１を参照すると、ディスプレイ装置２８は、グラフィック形式、アイコン形式及び／又はテキスト形式で様々な画像及びデータを表示するために使用され、また、ユーザ４０によってユーザ・インターフェース２６へ供給されたユーザ入力コマンドに応答してユーザ４０に対して視覚フィードバックを供給するために使用される。ディスプレイ装置２８がそれぞれ、画像及び／又はテキストデータをユーザ４０が見ることのできるフォーマットでレンダリングするのに適した、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイ、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）あるいはＴＦＴ（薄膜トランジスタ）ディスプレイ等の多くの既知のディスプレイの任意の１つを用いて実現できることが理解されるであろう。ディスプレイ装置２８は、固定の画像コンバイナ上に投影される「ヘッド・ダウン」ディスプレイ又はヘッドアップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）として操縦室２２において実現することもできる。
一般に理解されるように、航空管制官及び他の航空機のパイロットのような乗り物２０の外側のエンティティと通信するために、通信無線装置３０が使用される。ナビゲーション無線装置３２は、（以下に記載されるような）グローバル・ポジショニング衛星（ＧＰＳ）システム及び自動方向探知機（ＡＤＦ）のように、乗り物の位置に関する様々な情報を外部ソースから受け取り、ユーザに伝えるために使用される。オーディオ装置３４は、１つの実施例において、操縦室２２内に取り付けられたオーディオ・スピーカである。

ヘッドセット３６は、イヤホン４６、マイクロホン４８及び目の近くの（ＮＴＥ）ディスプレイ（あるいは表示画面）５０の相互に連結した組み合わせを含んでいる。イヤホン４６は、実質的にヘッドセット３６のためのフレームを形成し、パイロットによって取り外し可能に着用されるように構成されてもよい。以下に説明するように、イヤホン４６及びマイクロホン４８は、通信無線装置３０と操作可能に通信してもよく、また、ＮＴＥディスプレイはアビオニクス・システム２４と操作可能に通信してもよい。一般に理解されるように、ヘッドセット３６が着用されている間にＮＴＥディスプレイ５０がユーザ４０の目の正面に直接位置するよう、ＮＴＥディスプレイ５０はイヤホン４６から調節可能につるされてもよい。１つの実施例では、一般に理解されるように、ＮＴＥディスプレイ５０は画像コンバイナ（つまり実質的に透明な板）である。ＮＴＥディスプレイ５０は、さらに例えばＬＣＤディスプレイ画面のような平面パネル・ディスプレイ画面であってもよい。図示されていないが、ヘッドセット３６は、さらにユーザの頭部に対するユーザの目の動きを検出するために目動作検出器を含んでもよい。さらに、ヘッドセット３６は、ユーザの頭部の動きを検出するために慣性センサのような様々なハードウェアを含んでもよい。操縦室２２がヘッドセット３６の、そして特にＮＴＥディスプレイ５０の「動作範囲限界」を定義してもよいことも注目されるべきである。すなわち、ヘッドセット３６及びＮＴＥディスプレイ５０は、（例えば、ヘッドセットが「プラグを抜かれた状態」になることで）動作範囲限界から外れた場合、適切に動作することができず、及び／又は、航空機２０の他の構成要素と通信することができない。
動作追跡装置３８は、パイロットの頭部、全体としてのヘッドセット３６及び／又はＮＴＥディスプレイ５０の動作（つまり位置と角度方向）を、（単独であるいはヘッドセット３６中のハードウェアと協働して）検出するように構成される。図示されていないが、動作追跡装置３８は、ヘッドセット３６内に配置される光学コンポーネント及び／又は赤外線コンポーネント並びに慣性センサを含む、ヘッドセット３６の動作を決定するための様々な方法を利用してもよい。図１及び２を参照すると、動作追跡装置３８及び／又はヘッドセット３６（又は下記に述べるプロセッサ）は、示されたデカルト座標系に対するヘッドセット３６の位置及び角度方向（つまり位置−方向）を決定することができる。以下に述べるヘッドセット３６の動作を説明するために、動作ボックス５２がヘッドセット３６に関して描かれている。さらに、矢印５４は、ヘッドセット３６の中央の部分から始まって、ヘッドセット３６の角度方向の変化を示すものとして示される。特に矢印５４は、パイロット４０の視野の中心軸を示してもよい（図１）。図２は、空間的にも角度的にも動作ボックス５２内の「中央の」（あるいは最初の）位置のヘッドセット３６を示し、そこでパイロットは「直接前方を」（つまり航空機２０の正面に向かって又は正面にわたって）見ていることができ、パイロットの頭部は、その人の座席（図示せず）の上に実質的に中央に配置される。

図１に示されるように、アビオニクス／飛行システム２４は走路認識及び助言システム（runway awareness and advisory system、ＲＡＡＳ）５５、計器着陸システム（ＩＬＳ）５６、フライトディレクター５８、天気データソース６０、地形回避警告システム（terrain avoidance warning system、ＴＡＷＳ）６２、航空機衝突回避システム（traffic and collision avoidance system、ＴＣＡＳ）６４、複数のセンサ６６（例えば気圧センサ、温度計、及び風速センサ）、１以上の地形データベース６８、１以上のナビゲーションデータベース７０、ナビゲーション及びコントロールシステム（あるいはナビゲーションコンピュータ）７２、及びプロセッサ７４を含む。アビオニクス／飛行システム２４の様々なコンポーネントはデータバス７６（あるいはアビオニクス・バス）を介して操作可能に通信する。説明されないが、ナビゲーション及びコントロールシステム７２は、飛行管理システム（ＦＭＳ）、制御ディスプレイユニット（ＣＤＵ）、オートパイロット又は自動誘導システム、複数の飛行制御表面（例えば補助翼、エレベータ及び方向舵）、エアデータコンピュータ（ＡＤＣ）、高度計、大気データシステム（ＡＤＳ）、グローバル・ポジショニング衛星（ＧＰＳ）システム、自動方向探知装置（ＡＤＦ）、コンパス、少なくとも１つのエンジン及びギア（つまり着陸装置）を含んでもよい。

プロセッサ７４は、プログラム命令に応答して動作する、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、離散的な論理回路、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ及びデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等、多くの既知の汎用制御装置あるいは特定用途向けプロセッサのうちの任意の１つ、あるいはそれらの組み合わせであってもよい。描かれた実施例では、プロセッサ７４はオンボードのＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）７８及びオンボードのＲＯＭ（読み取り専用メモリ）８０を含んでいる。プロセッサ７４を制御するプログラム命令は、ＲＡＭ７８及びＲＯＭ８０のどちらかあるいは両方に格納されてもよい。例えば、オペレーティング・システム・ソフトウェアはＲＯＭ８０に格納されてもよいが、様々なオペレーティング・モード・ソフトウェア・ルーチン及び様々な動作パラメータはＲＡＭ７８に格納されてもよい。ＲＡＭ７８及び／又はＲＯＭ８０は、以下に説明される方法及びプロセスの実行のためにその上に格納された指示を含んでもよい。これがオペレーティング・システム・ソフトウェア及びソフトウェア・ルーチンを格納する１つのスキームの単なる例示であって、様々な他の記憶スキームが実現し得ることが理解されよう。プロセッサ７４がプログラマブルプロセッサだけでなく様々な他の回路を使用して実現されてもよいこともまた理解されよう。例えば、デジタル論理回路とアナログ信号処理回路を使用することもできる。

航空機２０の動作中に、ヘッドセット３６はパイロット４０（あるいは他のユーザ）によって着用され、イヤホン４６及びマイクロホン４８は他の航空機とも地上要員とも通信するために使用される。さらに、ユーザ４０の一方の目の前に直接位置するように、ＮＴＥディスプレイ５０は調節される。

図３は動作中のＮＴＥディスプレイ５０を示す。ＮＴＥディスプレイ５０上に地形画像８２及び記号画像（symbology imageあるいは単に「記号（symbology）」）８４が示される。地形画像８２は、操縦室２２からのパイロットの視界を少なくとも表現する。図３に示される例示的な実施例では、地形画像８２は、航空機２０の外側の地形の航空機２０からの斜視図を描き、全ディスプレイ５０を実質的にカバーする。地形画像８２は地形部分８６及び空部分（sky portion）８８を含んでいる。一般に理解されるように、ディスプレイ５０が画像コンバイナである実施例では、地形画像８２は、ＮＴＥディスプレイ５０を通して見られるような地形（及び／又は操縦室２２の内部）についてのパイロット４０の視界に過ぎない。ＮＴＥディスプレイ５０が例えばＬＣＤディスプレイである実施例において、地形画像８２は、航空機２０の現在の位置及び／又は方向（例えば機首方位）を提供する航空機２０に搭載された各種機器からの複数の読み取りに基づいて生成され、航空機２０の位置及び／又は方向、並びに地形及びナビゲーションデータベース６８及び７０（図１）が変化するにつれて変化する。図３に示されるように、航空機２０の動作についてユーザ４０を支援するために、地形の特徴（例えば、丘、山、谷など）が地形画像８２に示されてもよい。

さらに図３を参照して、記号８４は地形画像１００の上に表示される。記号８４は、高度表示器９０、対気速度表示器９２、機首方位表示器９４、ロール表示器９６及びピッチ表示器９８のような複数のデジタル計器を含んでいる。一般に理解されるように、説明された実施例において、高度表示器９０及び対気速度表示器９２は、高度「テープ」及び対気速度テープとしてそれぞれ表示される。機首方位表示器９４は、ディスプレイ５０の下側中心部分でコンパスとしてグラフィック表示される。ロール表示器９６はディスプレイ５０の上部で機首方位表示器９４の上に表示され、ピッチ表示器９８は機首方位表示器９４とロール表示器９６の間に位置する。デジタル計器９０−９８は、ユーザ４０への航空機２０の位置及び／又は方向（つまり、機首方位、ピッチ、ロールなど）の指示を含む航空機の現在の状態に関する情報を提供する。図示されるように、ＮＴＥディスプレイ５０はさらに水平バー１００を含み、これは地形画像８２及び記号画像８４のいずれの一部でもないと考えられる。水平バー１００は、ピッチ表示器９８を通って、スクリーン５０の中心近くで水平に延在する。

１つの実施例では、ＮＴＥディスプレイ５０の動作状態は、ヘッドセット３６（及び／又はパイロットの頭部及び／又はＮＴＥディスプレイ５０）の動作の所定の組に基づいてコントロールされる。すなわち、パイロットの頭部の様々な身振り又は動きが航空機２０上のメモリに格納され、特定の身振りが動作追跡装置３８によって検出される場合、ＮＴＥディスプレイ５０の動作状態は変更される（例えば、第１の動作状態から第２の動作状態に変更される）。

例えば、図４及び５に示されるように、ヘッドセット３６の所定の組の動作（つまり、少なくとも１つの空間的な動作及び／又は角度的な動作）が、１つの実施例中で、ＮＴＥディスプレイ５０に示された記号画像８４を非活性化する。具体的に図４を参照すると、ヘッドセット３６は、パイロットが「頭部を円状に動かす」のと一致するように動かされる。すなわち、ヘッドセット３６は、最初の位置（図２）で開始し、パイロットが見るように矢印５４の先が反時計回りの方向に移動されるように、主としてＸ軸及びｚ軸の周りを１回以上（例えば３回）回転される。動作追跡装置３８によるこの動作の検出により、動作追跡装置３８はプロセッサ７４へ適切な信号を送るようにさせられる。その後、プロセッサ７４は図５に示されるようにＮＴＥディスプレイ５０上の記号画像８４（あるいは記号画像８４の一部）を非活性化する。

１つの実施例では、パイロット４０は、ヘッドセット４０が第２の組の動作を経験するように、自分の頭部を移動させることにより、ＮＴＥディスプレイ５０の動作状態の変化を逆にしてもよい。例えば、図６は、図４に示すのと反対にパイロットが自身の頭部を円状に移動させるのに一致するようにヘッドセット３６が動かされるのを示す。すなわち、ヘッドセット３６は、パイロットが見るように矢印５４の先が時計回りの方向に移動されるように、主としてＸ軸及びｚ軸の周りを１回以上（例えば３回）回転される。動作追跡装置３８によるヘッドセット３６のこの移動の検出により、記号画像８４（あるいは、記号画像８４の非活性化された部分）が再活性化され（つまり、第１の動作状態と同じであってもよい第３の動作状態へと切り替えられ）、図３に示される動作状態にＮＴＥディスプレイ５０を戻す。

第１の組の動作が一旦検出されてＮＴＥディスプレイが第２の動作状態に切り替えられると、ヘッドセット３６が最初の位置（図２）に戻されても、ヘッドセット３６の第２の組の動作が検出されるまで、ＮＴＥディスプレイが第１の動作状態に戻らないことに注目すべきである。そのようにして、ＮＴＥが第２の動作状態に切り替えられた後、第２の組の動作が（第１の組の動作と同様に）十分に複雑且つ不明瞭であってパイロット４０が偶然にそのような身振りを行ないそうもないような場合、パイロット４０は、ヘッドセット３６の正常な使用を再開してもよい。

説明されていないが、動作又は身振りの他の組がＮＴＥディスプレイ５０の動作状態の他の変化を引き起こしてもよい。例えば、一般に理解されるように、ある身振りにより、ＮＴＥディスプレイ５０上で、エンハンスト飛行視覚装置（ＥＶＳ）機能の表示を活性化し及び／又は非活性化してもよい。他の身振りもまた、ちょうどスクリーンキャプチャのように現在の表示画像中でロックするような他の機能を行なうために使用されてもよい。動作追跡装置３８によって使用されるパターン認識アルゴリズムは、ベースライン・パターンで始まってもよいが、ユーザ依存の新しい身振りを改良してもよいし、適応させてもよいし、さらに学習してもよい。ディスプレイ制御のための音声コマンドも身振りとともに使用されてもよい。

動作の組はまた、ｘ、ｙ及びｚ軸に沿った並進運動のような、ｘ、ｙ及びｚ軸に関する回転以外のヘッドセット３６の動作を含んでもよい。さらに、身振りはＮＴＥディスプレイ５０の動作状態を切り替えること以外の機能を活性化するために使用されてもよい。

１つの実施例では、よく理解されるように、図１のプロセッサ７４は、全部で６つまでの独立した自由度で、動作追跡装置３８からの出力データを分析するために使用され、それはこの実施例においては位置座標（positional coordinate）及び方向座標（orientational coordinate）の両方を含んでいる。プロセッサ７４は、独立した自由度の入力セットを、当該入力セットより少数の自由度によって記述された従属データセットに数学的に変換する。その後、プロセッサ７４はこの縮小されたデータセットについてパターンマッチングあるいは他の解析を行なう。これは複数の頭部動作パターンが等価な身振りを表わすことを可能にする一方、パターンマッチング・タスクを単純化する。

図４及び６を例として使用すると、６つまでの独立した自由度までが追跡される一方、時計回り及び反時計回りの円で表わされた身振りは２次元（２つの自由度）である。パターンマッチングは６つの座標すべてについて行なわれていてもよいが、多くのマッチングパターンがロバストなアルゴリズムを生成するためにテストされてもよい。例えば、等価な円形パターンを、頭部を回すことなく位置の移動のみを使用して、又は代替的に、固定の回転軸位置のみに関する回転によって、作成することができる。この実施例で適用された変換は、頭部又はヘッドセットの前のシンボル平面（symbol plane）に関して、６つの自由度、３つの位置及び３つの回転（各々相対的な軸に関して）をマッピングする。この特定の実施例では、シンボル平面は検出された元の位置からの視界のフォワードラインに垂直なように選択される。

すなわち、たとえシステムが６つの自由度（及び三次元）での移動を認識しても、動作はパターン認識の目的で二次元のみの動作に低減されてもよい。そのため、図４及び６に示される二次元の円は、システムが特定の機能のためのトリガと認識する「パターン」を表わしてもよい。しかしながら、これらの二次元の円形パターンは、円内で位置的に、あるいは円内で「角度的に」、あるいはこの２つの組み合わせで（つまり三次元で）ユーザがユーザの頭部を移動させることよって生成されてもよい。

このように、有効でロバストなパターン認識が容易になる。この変換に続いて、当分野において周知のように、プロセッサ７４内のさらなる計算が認識シーケンスを完成するために使用される。代替的なシンボル平面が使用されてもよい。例えば、図４では、当該平面は動作ボックス５２の前面であると考えられてもよい。代替的に、シンボルは非平面であってもよいし、あるいはより高次元であってもよい。パイロットあるいは他のディスプレイのユーザの鼻から前に伸びる直線とシンボル平面を交差させることにより、結果として得られるシンボルの１つの直観的なビジュアル化が提供される。

ヨー、ピッチもしくはロール回転又はｘ、ｙもしくはｚ動作の定義された６つの自由度の１つ以上の任意の組み合わせについてパターン認識分析が行われてもよいことが理解されよう。パターンは、１つの軸もしくは位置、又は２つ以上の軸もしくは位置で検出されてもよい。

目追跡装置（eye tracker）とともに使用される場合、パターン認識を分析することができる追加の軸あるいは位置（つまり６を超える自由度）があってもよい。例えば、目が下方を見ている間に頭部が上方へ傾けられる場合、拡大鏡を通して見る誰かに類似した方法で、ディスプレイを見ることができてもよいし、そうでなければ、表示を見ることができなくてもよい。

上述の方法及びシステムの１つの長所は、障害物の量を低減した状態で航空機の外部又は内部を見ることをユーザが望む場合に、ＮＴＥディスプレイ上の記号を迅速に非活性化するための方法をユーザに提供するということである。別の長所は、操縦室の任意の制御装置の手動操作を必要とせずに、ユーザがＮＴＥディスプレイの動作状態を切り替えることができるということである。

別の実施例では、操縦室２２内の無線通信あるいは音声メッセージのような音声通信を活性化するために身振りが使用される。
図７は、本発明の１つの実施例に従う、無線通信を活性化するために使用されるヘッドセット３６の身振りを示す。詳細に示されていないが、ヘッドセット３６は、矢印５４の先が選択されたリズムで上方及び下方へ動かされる（つまり、パイロット４０が頭部を縦に振る）ように、実質的にｘ軸に関して回転される。１つの例示的な実施例では、その動きは３つの比較的短く迅速な縦の振りとそれに続く３つのより長くより遅い縦の振りを含み、３つの追加の短く迅速な縦の振りで完結する。そのような組の動作は、モーリス符号に関連して記載されるように、３つの短いマーク、それに続く３つの長いマーク、そして３つの短いマークとして表現されてもよい。モールス符号におけるそのような一連のマークは、遭難信号（distress signal）として国際的に認識されている。そのため、１つの実施例では、上述の動作の組は、例えば、通信無線装置３０（図１）に、航空機２０が遭難していることを示すあらかじめ記録された無線通信を地上要員及び／又は他の航空機に対して送信させるために使用される。この実施例において特に興味をひくのは、パイロット４０はマイクロホン４８（図１）に向かってしゃべる必要なしに、また手動で操縦室２２の如何なる制御装置も作動させる必要なしに、そのような遭難信号を送ることができるということである。したがって、そのような無線通信は「サイレント無線通信」と呼ばれてもよい。

図８は、本発明の別の実施例に従う、操縦室２２において可聴の警報を活性化するために使用されるヘッドセット３６の１組の動作を示す。詳細に示されていないが、ヘッドセットは、矢印５４の先が選択されたリズムで（例えば図２に示される最初の位置から）下方へ及び上方へ動かされるように、実質的にｘ軸に関して回転される。１つの例示的な実施例では、その動きは、一連の比較的長く遅い下方への縦の振りと、その各々に続くより速くてより急激な上方への振りとを含む。所定の時間内に動作追跡装置３８（図１）によって検出されたヘッドセット３６の一連のそのような動作は、パイロット４０が疲労していることを示してもよい。すなわち、上述の動作は、パイロットが寝入っていることを示してもよい。そのため、１つの実施例では、上述の動作の組は、オーディオ装置３４（及び／又はイヤホン４６）に、動作追跡装置３８によって検出された身振りにつきパイロット４０に対して警告を出すための可聴信号を生成させるために使用される。例えば、オーディオ装置３４は、予め記録された警告あるいはアラームの音を生成してもよい。したがって、パイロット４０は、自身が明らかに疲労状態にあることを警告されることができる。

１つの実施例で、システム、あるいはより具体的にはプロセッサ７４は、ユーザ４０について典型的な頭部の動きの速度、パターン及び／又は加速度を確立又は「学習」してもよい。後続の動作は、動作を以前に決定された「典型的な」動作と比較する、１つ以上の数値メトリック（測定基準）を生成するために分析され続けてもよい。これあるいは他の頭部動作アルゴリズムは、切迫した眠気についてパイロット及び／又は副操縦士に警告し、立ったり、歩いたり、あるいは他の刺激的な活動を提案することができる。視覚的又は音声の合図に加えて、追跡装置のデータが継続的な懸案事項を示す場合、振動あるいは他の機構のような物理的な刺激が適用されてもよい。適切な処理アルゴリズムで、システムは、ローカルにもっともよく扱われている状況と、例えば医学的な問題やセキュリティ上の問題等を近くの航空機搭乗員、航空交通管制あるいは他の機関などの他者に通知することを保証する状況とを識別してもよい。

他の実施例は、陸上車及び船舶のような航空機以外の乗り物で上述された方法及びシステムを利用してもよい。当該方法及びシステムも、動作範囲限界がユーザが遠隔的に乗り物を制御するステーションに対応するような無人車両で使用されてもよい。

少なくとも１つの例示的な実施例が以上の詳細な説明で示されたが、莫大な数の変更が存在することは理解されるべきである。例示的な実施例が単なる例であり、本発明の範囲、適用可能性あるいは構成をいかようにも制限するようには意図されないことはさらに理解されるべきである。そのようなものではなく、先の詳細な説明は、例示的な実施例の実現のために当業者に便利なロードマップを提供するものである。添付の特許請求の範囲及びその法的な等価物において述べられるような本発明の範囲から逸脱することなく、要素の機能及び構成において様々な変更を行なうことができることが理解されるであろう。

Claims (3)

1. ヘッドセット（３６）及びヘッドアップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）装置（５０）を含むアビオニクス・システムを動作させる方法であって、
   ＨＵＤ装置（５０）が第１の動作状態にある場合に、前記ヘッドセット（３６）の最初の位置−方向を検出するステップと、
   前記ヘッドセット（３６）の所定の組の動作を検出するステップであって、前記所定の組の動作は前記最初の位置−方向から始まる、ステップと、
   前記所定の組の動作の検出に応答して、前記ＨＵＤ装置（５０）を前記第１の動作状態から第２の動作状態へ切り替えるステップと、
   前記ヘッドセットが前記最初の位置−方向へ戻る場合に、前記ＨＵＤ装置（５０）を前記第２の動作状態にとどまらせるステップと
   を含む方法。
2. ヘッドセット（３６）及びヘッドアップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）装置（５０）を含むアビオニクス・システムを動作させる方法であって、
   前記ヘッドセット（３６）の第１の組の動作及び第２の組の動作を定義するステップと、
   前記ＨＵＤ装置（５０）が第１の動作状態にある場合に、前記ヘッドセット（３６）の最初の位置−方向を検出するステップと、
   前記ヘッドセット（３６）の前記第１の組の動作を検出するステップであって、前記第１の組の動作は前記最初の位置−方向から始まる、ステップと、
   前記第１の組の動作の検出に応答して、前記ＨＵＤ装置（５０）を前記第１の動作状態から第２の動作状態に切り替えるステップと、
   前記ヘッドセット（３６）が前記第２の組の動作を経験せずに前記最初の位置−方向へ戻る場合に、前記ＨＵＤ装置（５０）を前記第２の動作状態にとどまらせるステップと、
   前記ヘッドセット（３６）の第２の組の動作を検出するステップと、
   前記第２の組の動作の検出に応答して、前記ＨＵＤ装置（５０）を前記第２の動作状態から第３の動作状態に切り替えるステップと
   を含む方法。
3. ヘッドセット（３６）を含むアビオニクス・システムを動作させる方法であって、
   前記ヘッドセット（３６）の所定の組の動作を検出するステップと、
   前記ヘッドセット（３６）の前記所定の組の動作の検出に応答して、音声通信を生成するステップと
   を含む方法。

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