JPH0567300A - 自分の航空機の周囲の空間内の交通を観察するための交通情報表示フオーマツト装置 - Google Patents
自分の航空機の周囲の空間内の交通を観察するための交通情報表示フオーマツト装置Info
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Abstract
マットを得ることである。 【構成】 中心記号により表される航空機と、形で航空
機の水平機首方向を示す位置記号により表される交通
と、交通脅威のレベルすなわち高度差の接近度を表すた
めに大きさが変わる、表される航空機の形と、高度と高
度トレンドを示す記号と、交通脅威のレベルを形と色で
冗長的に示す記号とを有する、交通状況の知覚表示を航
空機内で表示するための水平トレンドによるTCASビ
ュー画像フォマットである。
Description
のであり、とくに航空交通警報および衝突回避装置(T
CAS)用の表示フォーマットに関するものである。更
に詳しくいえば、本発明は3次元透視カラーグラフィッ
クスを有するTCAS表示フォーマットに関するもので
ある。
供し、脅威を明らかにし、最も接近する前に衝突のおそ
れを警告することである。関連する技術のTCAS表示
は、自分の航空機のエアスペースの保護されるボリュー
ム内の交通情報を伝えるために、2次元グラフィックス
を用いる。しかし、2次元グラフィックスは、TCAS
のための空間交通関係(X軸、Y軸、Z軸)の表現を完
成するために要求される3次元のうちの2つの(X軸と
Y軸)で情報を示すことができるだけである。Z軸での
相対的な高度を表示するために数値が用いられる。TC
AS交通情報のこの2次元平面図表示(3次元、高度を
明瞭にするための数値データは補われている。)は、自
然の3次元空間内の航空交通の間に存在する動的な空間
関係を直接視覚的に表示することはない。そのような表
示の解釈にはかなりの時間と精神を消耗する作業が必要
なことから、図式的に表示されている方位情報および距
離情報を、数値的に呈示される高度情報に組み合わせる
ことにより、操縦士は交通情報の3次元画像を頭の中で
描く必要がある。
現在の交通状況の正確な、容易に解釈できる、実際的な
完全「画像」として機能するのではなくて、ターゲット
航空機を直接視覚的に得るための支援として機能するこ
とに限定される。操縦士は、操縦室の外部の航空機の直
接視覚化により、潜在的な脅威をつきとめるために視覚
的な捜索のための合図として、呈示された情報を単に用
いるだけである。更に、交通情報は動的であって、絶え
ず更新されるから、直接視覚化のためには、操縦士は、
ヘッドダウンTCAS表示器上の数字を読取ることか
ら、操縦室の外部の航空機を探すために頭をあげること
へ、注意の対象を常に変えることが求められる。
を用いると、操縦室における中程度の、または厳しい作
業負担状況の下で、航空交通状況の動的な変化を視覚的
に獲得して、処理することに時間がかかり、操縦者はし
ばしば混乱させられる。
するための関連技術の試みは、2次元TCAS表示フォ
ーマットに対する基本的な記号使用の工夫に的がしぼら
れていた。記号を修正することにより混乱と誤解釈を減
少するための努力が注がれてきた。たとえば、航空機を
表す記号の上に全ての数字コードが最初に表示され、相
対高度を示すために「+」または「−」の符号をつけて
いる。最新のベースラインTCAS表示は概念的な適合
性を計るために、記号の上または下に数字を表示してい
る。
たは現在の設計概念の効果を経験的に実証するための努
力がなされていない。しかし、他の応用のための表示フ
ォーマットについての研究により、革新的な2次元透視
フォーマットの潜在的な利点が明かになっている。地上
をベースとする透視交通表示フォーマットは、複雑な空
間状況を表現するためにそれぞれのグラフィックスの利
点を示すために、関連する技術において研究されてき
た。条件付きで、3次元グラフィックス表現の可能性と
利点を調べるために、海戦現場管理装置のためのそれぞ
れの表示が以前に研究された。それらの研究により2次
元フォーマットより3次元フォーマットが非常に有利で
あることが明かにされている。
件を操縦士が一層認識することを支援することにより、
状況に対する操縦士の認識を強めるために、機上の環境
においてデータを表示するためのフォーマットに関する
ものである。このフォーマットはTCASのためにとく
に設計される。このフォーマットにおいては、航空機の
周囲のエアスペースの保護されている3次元ボリューム
内の航空機情報がその航空機に関して呈示される。本発
明は、容易かつ直接解釈できる動的な空間関係をTCA
S装置にカラーで表示するために、3次元透視グラフィ
ックスを実現するものである。このフォーマットは、周
囲のエアスペース内にどのような交通およびどのような
ターゲットが存在するかを操縦士が迅速かつ正確に認識
する必要がある場合に、そのフォーマットは軍用状況認
識フォーマッへ等しく応用できる。
次元フォーマットではなくて3次元透視グラフィックス
を用いる。本発明の利点は、交通情報を3次元透視的に
現実的かつ直観的に描写することにより、3次元エアス
ペースを正しく知覚できること、操縦士の予測に適合す
る色、形および大きさの符号化を適切に使用すること、
操縦士が迅速な解釈を容易に行えるようにするために表
示される状況情報を統合すること、である。この新規な
表示フォーマットの主な目的は、自己中心的な交通状況
についての操縦士の理解の速さと、正確さを高くするこ
と、複雑な認識処理と操縦士の精神作業の負担を最少限
にすること、潜在的な航空交通の衝突を回避するため
に、操縦士が回避行動の計画を立て、その計画を検討す
ることを早く、かつ一層効果的に行えるようにすること
である。したがって、TCAS表示の機能は非常に拡大
され、航空機の外部の交通を視覚的に獲得するための合
図を与えることにもはや限定されるものではない。
ベルを操縦士へ知らせるために回転する記号とを統合す
るTCAS装置のためのビュー呈示である。直接頭上正
常平面ビュー(ルックダウンビュー)から直接前方ビュ
ーへ、または両者の間のほぼ中間の視点へ変えることが
できる種々の透視視点からそのビューを観察できる。本
発明の表示フォーマットは、操縦士の自機と、近くのエ
アスペース内の他の航空機との間の動的な空間関係に対
する操縦士の理解と監視を強め、潜在的な交通および衝
突を検出および回避に対する操縦士の能力を高める。T
CAS表示の機能は交通情報を提供し、脅威を明かに
し、最近接点の前に解決のための助言を与えることであ
る。図1は傾向データとともにTCAS平面図表現の直
接ルックダウンビューを示す。図1のTCAS直接ルッ
クダウンビューは、たとえばジェット旅客機に似た形
で、飛行方向の傾向を示す航空機の記号12を用いる。
数字14は相対的な高度を示し、矢印16は記号12に
より表されている航空機の垂直方向傾向を示す。記号1
2の上には交通警報記号18が設けられる。この記号1
8は記号12の上に重ねられる黄色中間の円である。高
度記号14に組み合わされている記号20は、記号12
により表されている航空機が、フォーマット10の中心
部に記号22で表されている自機の上方の高度にある、
記号12で表されている航空機を示す。記号20が
「−」であることは、組合わされている記号12が自機
22により低い高度にある航空機12を表す。航空機1
2の記号12は高度タグの位置を回転させることがある
から、タグの中心軌跡が記号12の右翼先端部のすぐ後
ろであるように記号14、16、20は位置させられ
る。したがって、高度タグ14、16、20の中心軌跡
は航空機記号12とともに回転するが、読取りを容易に
するために数字と関連する記号とは直立のままである。
このやり方により、操縦士は観察した航空機と、それに
対応する記号12を、それの関連する高度タグ14、1
6、20へ容易に相関させることができる。図1に示す
特定のフォーマットは、表されている航空機の脅威レベ
ルが高くなるにつれ大きくなる航空機記号を有する。正
常な交通は0.75の大きさで表され、交通助言をされ
た交通は1.0の大きさで表示され、解決助言を与えら
れた航空機は1.0の大きさの基準に対して1.25倍
の大きさを有する。したがって、最もさし迫った脅威は
正常な交通より明らかに大きい。脅威の状態は、交通す
なわち航空機記号12の上にTCAS脅威記号を重畳す
ることによっても示される。それらの項目は操縦士に脅
威の三重の冗長性符号化、すなわち、色、大きさ、重畳
された脅威記号を提供する。脅威記号が重畳されていな
い交通記号24はある高度の上方にあり、したがって自
機には脅威とならない航空機を表す。記号24のような
交通記号に、脅威がないことを表す余分な記号が重畳さ
れていないとクラッタ防止を助ける。高度タグが付けら
れていない記号26は、自機22の操縦士が高度を知ら
ない航空機を表す。典型的には、記号26で表される航
空機は自機へ高度その他の垂直方向データを提供する高
度トランスポンダを持たない。記号28は、それが表す
航空機の解決助言を示す1.25倍の大きさの記号であ
る。記号28には、解決助言を意味する正方形の記号3
0が重畳されている。この記号30には、記号28で表
されている航空機の解決助言も示す赤い色が付けられて
いる。正常な近接交通記号24は高度差が約366m
(1200フィート)より大きい航空機すなわち交通を
表す。航空機記号32は大きさが0.75であるが、自
機22の現在の高度の約366m(1200フィート)
以内に航空機が飛行していることを表す正常な近接記号
が重畳されている。記号34は菱形の記号34は高度差
が約366m(1200フィート)以下である正常な近
接航空機を表し、自機22から約366m(1200フ
ィート)以下の正常な交通を示すシアン色を付けられて
いる。12個の記号36は自機記号22の周囲の方位を
表し、自機22から2海里レンジの指示器を構成する。
が、図1における脅威レベルではなく、記号22で表さ
れている自機からの高度差に関連する大きさを有する。
航空機記号42、44、48、50の変化する大きさ
は、他の航空機が自機22から離れたり、自機へ接近す
るのにつれて相対的な動きの合図を操縦士へ提供する。
そのような強調は、たとえば、悪天候のために直視が限
られているような場合、または計器飛行を必要とする場
合に、自機の操縦士にとっては有用である。記号46
は、高度が未知の近接航空機を表す比較的大きい記号で
ある。記号44の大きさは自機22からの航空機の相対
的な高度を表す。しかし、この航空機の助言は、記号4
4に重畳されている記号30により示されている。その
記号30は解決助言を意味する正方形であって、解決助
言を同様に意味する赤色も付けられる。記号50はフォ
ーマット40での比較的大きい記号であって、自機22
から低い高度差(たとえば0m)にある航空機を表す。
記号50に重畳されている記号34は約366m(12
00)以下にある正常な近接交通を表す。菱形である記
号34は正常な近接交通を表し、自機22から約366
m(1200)以下の相対的な高度にある正常な近接交
通を示すシアン色を付けられる。記号42は自機22か
ら約305(1000フィート)の相対高度にある航空
機を表す。その高度は記号14により表されるばかりで
なく、記号42の大きさによって表される。記号42に
は記号18が重畳される。その記号18は、交通警報を
示す中間の大きさの円であって、交通警報を同様に表す
黄色を付けられる。
2.5次元透視図である。フォーマット60は、フォー
マット60の観察者が、光景のすぐ上からではなくて、
水平の上方の特定の高度における光景の点から光景を見
ていることを除き、平面ビュー10に類似する。これは
好ましい実現である。しかし、交通の水平位置と垂直位
置をより良く知覚するために、操縦士は見通しを切換え
ることができる。フォーマット60においては、記号2
2で表されている自機に対する表されている航空機の相
対高度に比例する高度ポスト64の上に航空機記号62
が置かれる。高度ポスト64は、約152m(500フ
ィート)を基準にして1点鎖線の間で交番する、すなわ
ち、一連の点が約152m(500フィート)を表し、
実線が約152m(500フィート)を表す、等であ
る。
れている正方形30と、ぬりつぶされている円18と、
ぬりつぶされている菱形34と、菱形68とが基準平面
66内に配置されて、表されている航空機の位置と、航
空機の脅威レベルと、航空機の脅威方位とを指示する。
スポークが設けられている基準平面は、透視ビューを強
調し、操縦士の自身の高度基準平面に対する認識を増す
ために、図1と図2における12個の記号36の代わり
である。ぬりつぶされている正方形30と、ぬりつぶさ
れている円と、ぬりつぶされている菱形とのそれぞれの
カラーコードである赤、黄およびシアンは、標準的なT
CASフォーマットのそれに類似し、TCASフォーマ
ット10と40を示すものである。ぬりつぶされていな
い菱形60は脅威を表さない。
相対高度を示す。数字14は他機62の右翼先端部の真
うしろに置かれる。航空機の高度垂直トレンドデータ
は、他機62の各翼の端部で、ぬりこめられた三角形7
0が指す向きで表される。表示されている航空機の相対
高度決定のために、操縦士がアナログ高度ポスト64に
全体的に依存する、数字記号14と20を除去すること
により、フォーマット60はクラッタを除去できる。図
1と図2に示す2次フォーマットにおける航空機の記号
と同様のやり方で、航空機記号62と72は回転して水
平トレンドを指示する。
であって、記号30から延びる。記号30も赤であっ
て、解決助言交通を表す。中間の航空機記号76は黄色
であって、黄色の円から延びることにより、表されてい
る航空機に対する交通脅威を表す。小さい航空機記号2
3はシアンであって、シアンでぬりつぶされた菱形から
延びることにより、自機に対して約366m(1200
フィート)の高度差内の正常な近接交通を表す。
さは、他の指定されていない航空機記号も含めて、フォ
ーマット60におけるそれぞれの表されている航空機の
脅威レベルを示すものであって、図1に示す航空機記号
の大きさのように変えることができる。別のやり方は、
航空機記号の大きさが、相対高度に関する表示されてい
る航空機の接近度を表す、すなわち、航空機の高度が近
づくほど記号が大きくなる。フォーマット60における
航空機記号の他の面が、図3に示すようにして実現され
る。この場合には、全ての航空機記号は同じ大きさであ
って、自機に対する脅威識別レベルと、自機への接近は
相対高度に関しては表さない。
生するために種々の処理装置を利用できる。この特定の
実施例においては、ケルムスフォード(chelmsf
ord)MA01824所在のアポロ・コンピュータ社
製のシリーズ10000パーソナルスーパーコンピュー
タが、下記のプログラムとともに用いられる。このアポ
ロパーソナルスーパーコンピュータは、実際の用途のた
めに、またはテストのためのシミュレータとして、また
は運転訓練のために使用できる。コンピュータからのT
CASフォーマット画像は通常CRT、カラー能動マト
リックス液晶表示器、その他種類の表示器で表示でき
る。TCAS装置への交通情報の入力は地上局、自機の
検出電子装置、または他機の少なくとも1つから供給さ
れる。
る、本発明のTCASフォーマットを示す。
のTCASフォーマットを示す。
5次元透視フォーマットを示す。
Claims (1)
- 【請求項1】 自分の航空機の周囲の空間の拡がりを表
す区域を囲む境界を有する表示と、 この表示の区域のほぼ中心部に位置させられて、前記自
分の航空機を表す自機の記号と、 前記表示の区域内に設けられ、交通エンティティの向き
を示す形を有し、かつ交通エンティティを表す少なくと
も1つの交通記号と、を備え、自分の航空機の周囲のエ
アスペース内の交通を観察するための交通情報表示フォ
ーマット装置。
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