BR102013018346A2 - Método para selecionar e exibir uma rota de voo para uma aeronave em um visor de uma cabine de voo da aeronave - Google Patents

Abstract

Método para selecionar e exibir uma rota de voo para uma aeronave em um visor de uma cabine de voo da aeronave trata-se de um método para selecionar e exibir uma rota de voo para uma aeronave em um painel de uma cabine de voo da aeronave que permite que um usuário insira uma rota de voo selecionada em um mapa exibido no visor. Uma rota de voo final será exibida no visor da cabine de voo que tem como base a entrada da rota de voo selecionada.

Description

“MÉTODO PARA SELECIONAR E EXIBIR UMA ROTA DE VOO PARA UMA AERONAVE EM UM VISOR DE UMA CABINE DE VOO DA AERONAVE” Antecedentes da Invenção As aeronaves atuais podem incluir um sistema de gerenciamento de voo (FMS). O FMS automatiza uma ampla variedade de tarefas em voo e uma de suas funções primárias é o gerenciamento em voo da rota de voo. A trajetória da rota de voo pode incluir uma pluralidade de pontos de rota. O FMS pode ser capaz de receber a entrada a partir de um piloto que diz respeito a esses pontos de rota, mas, frequentemente, tal entrada precisa ser inserida no FMS como um ponto de dados. Deseja-se uma interface mais amigável de usuário e mais rápida que ainda permita que o FMS leve em conta dados adicionais que podem alterar a rota e transmitir tais informações ao piloto.

Breve Descrição da Invenção Em uma realização, a invenção refere-se a um método para selecionar e exibir uma rota de voo para uma aeronave em um visor de uma cabine de voo da aeronave que inclui receber uma entrada de traçado indicativa de um sinal de uma rota de voo selecionada em um mapa exibido no visor, gerar uma rota de voo final que possa ser percorrida pela aeronave a partir da entrada de traçado e atributos de desempenho da aeronave, e exibir a rota de voo final no visor da cabine de voo.

Breve Descrição dos Desenhos Nos desenhos: A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma parte de uma cabine do piloto de uma aeronave com um visor de voo no qual uma rota de voo pode ser selecionada e exibida de acordo com realizações da invenção. A Figura 2 é uma vista esquemática de uma entrada de traçado que é recebida de acordo com uma primeira realização da invenção. A Figura3 é uma vista esquemática de uma rota de voo final que é exibida com base na entrada de traçado da Figura 2.

Descrição das Realizações da invenção A Figura 1 ilustra uma parte de uma aeronave 10 que tem uma cabine do piloto 12. Embora uma aeronave comercial tenha sido ilustrada, é observado que as realizações da invenção podem ser utilizadas em qualquer tipo de aeronave que permita que uma rota de voo seja selecionada e exibida. Um primeiro usuário (por exemplo, um piloto) pode estar presente em um assento 14 no lado esquerdo da cabine do piloto 12 e outro usuário (por exemplo, um copiloto) pode estar presente no lado direito da cabine do piloto 12 em um assento 16. Uma cabine do piloto ou painel de instrumentos da cabine de voo 18 que tem vários instrumentos 20 e múltiplos visores de voo de múltiplas funções 22 pode estar localizado na frente do piloto e do copiloto e pode fornecer à tripulação informações para auxiliar o voo da aeronave 10.

Os visores de voo 22 podem incluir visores de voo primários ou visores multifuncionais e podem exibir um ampla gama de aeronaves, voo, navegação e outras informações utilizadas na operação e controle da aeronave 10. Os visores de voo 22 podem ser capazes de exibir textos e gráficos coloridos ao um usuário. Os visores de voo 22 podem estar dispostos de qualquer maneira, inclusive tendo poucos ou mais visores e não precisam ser coplanares ou do mesmo tamanho. Um visor de tela sensível ao toque ou uma superfície de tela sensível ao toque 24 pode ser incluída no visor de voo 22 e pode ser utilizada por um ou mais membros da tripulação, incluindo o piloto e o copiloto, para interagir com os sistemas da aeronave 10. Observa-se que um ou mais dispositivos de controle de cursor 26, como um mouse, e um ou mais teclados multifuncionais 28 podem ser incluídos na cabine do piloto 12 e também podem ser utilizados por um ou mais membros da tripulação para interagir com os sistemas da aeronave 10.

Um controlador 30 pode ser acoplado de maneira operacional aos componentes da aeronave 10 incluindo os visores de voo 22, a superfície de tela sensível ao toque 24, dispositivos de controle de cursor 26, e os teclados 28. O controlador 30 também pode estar conectado a outros controladores (não mostrado) da aeronave 10. O controlador 30 pode incluir memória, a memória pode incluir a memória de acesso aleatório (RAM), a memória apenas de leitura (ROM), memória flash, ou um ou mais tipos diferentes de memória eletrônica portátil, como discos, DVDs, CD-ROMs, etc., ou qualquer combinação adequada desses tipos de memória. O controlador 30 pode incluir unidades de processamento que podem executar quaisquer programas adequados para implantar uma interface de usuário gráfica (GUI) e sistema de operação. Esses programas incluem tipicamente um driver de dispositivo que permite que o usuário realize funções na superfície de tela sensível ao toque 24 como selecionar opções, inserir comandos e outros dados de entrada, selecionar e abrir arquivos e mover ícones através da superfície de tela sensível ao toque 24. O controlador 30 pode ser uma parte de um FMS ou pode acoplar-se de maneira operacional ao FMS. O controlador 30 pode incluir um processador 32 e uma memória 34. Uma base de dados de informações pesquisável por computador pode ser armazenada na memória 34 e acessível pelo processador 32. O processador 32 pode executar um conjunto de instruções executáveis para exibir a base de dados ou acessar a base de dados. Alternativamente, o controlador 30 pode ser acoplado de maneira operacional a uma base de dados de informações. Por exemplo, tal base de dados pode ser armazenada em um controlador ou computador alternativo. Deve-se compreender que a base de dados pode ser qualquer base de dados adequada, incluindo uma base de dados única que tem conjuntos múltiplos de dados, múltiplas bases de dados distintas ligadas entre si, ou até mesmo uma tabela simples de dados. A base de dados pode armazenar dados de imagem que podem incluir um terreno geoespecífico, objetos artificiais que incluem esboços da pista de pouso e do aeroporto, e imagens adicionais que incluem informações de tráfego da aeronave. Observa-se que a base de dados pode incorporar inúmeras bases de dados ou que a base de dados pode ser, na verdade, inúmeras bases de dados separadas que incluem uma base de dados de terreno, base de dados de obstáculos artificiais, base de dados geopolíticos, base de dados hidrológicos, e outras bases de dados. Observa-se que o controlador 30 recupera e exibe uma imagem no visor mediante a geração de uma imagem a partir dos dados de imagem e das informações obtidas a partir das múltiplas bases de dados. A base de dados também pode incluir dados da pista de pouso, dados de desempenho da aeronave ou dados de atributo de desempenho da aeronave, dados de desempenho do motor, condições climáticas atuais e dados de desempenho históricos. É observado que pelo menos alguns desses dados podem ser armazenados como atributos de desempenho da aeronave, restrições geográficas e restrições climáticas.

Alternativamente, é observado que a base de dados pode ser separada do controlador, mas pode estar em comunicação com o controlador 30 de modo que possa ser acessada também pelo controlador 30. Por exemplo, é observado que a base de dados pode estar contida em um dispositivo de memória portátil, e, nesse caso, a cabine de voo 18 pode incluir uma porta para receber o dispositivo de memória portátil e essa porta estaria em comunicação eletrônica com o controlador 30 de modo que o controlador 30 possa ser capaz de ler os conteúdos do dispositivo de memória portátil. Também é observado que a base de dados pode ser atualizada através de um enlace de comunicação e que, dessa maneira, as informações em tempo real tais como as informações relativas às imagens de tráfego aéreo podem estar incluídas na base de dados e podem estar incluídas na imagem exibida pelo controlador 30.

Além disso, é observado que tal base de dados pode estar localizada fora da aeronave 10 em uma localização como o controle de departamento de operações de voo ou de linha aérea (não mostrado) ou outra localização e que o controlador 30 pode ser acoplado de maneira operacional a uma rede sem fio (não mostrado) através da qual as informações de base de dados podem ser fornecidas ao controlador 30. Por exemplo, os dados climáticos podem ser obtidos a partir de uma base de dados climáticos que pode conter dados climáticos em tempo real ou dados climáticos previstos. Tais bases de dados climáticos podem conter informações relacionadas a determinados fenômenos relacionados ao clima (por exemplo, velocidade do vento, direção do vento, temperatura, dentre outros) e dados pertencentes à visibilidade (por exemplo, enevoado, nublado, etc.), precipitação (chuva, granizo, neve, chuva congelante, etc.) e outras informações meteorológicas. Devido à temperatura do ar, a direção do vento e a velocidade do vento devem ser contabilizadas nos cálculos da trajetória para assegurar que a aeronave pode adequar-se com precisão à trajetória desejada, sendo que a base de dados climáticos pode incluir temperatura em tempo real e 3-D e modelos de vento do espaço aéreo local bem como dados em 4-D previstos. A base de dados climáticos pode armazenar esses dados climáticos previstos ou em tempo real com base em uma latitude, longitude e altitude específicas.

Durante a operação, o controlador 30 pode utilizar entradas do piloto, da base de dados, e/ou informações do departamento de operações de voo ou de controle de linha aérea para apresentar uma representação gráfica do entorno da aeronave 10 ou um entorno futuro da aeronave 10 com base em informações do ponto de rota. Por exemplo, conforme ilustrado na Figura 2, um mapa 40 pode ser exibido no visor de voo 22. Deve-se compreender que o mapa 40 pode ser ilustrado geograficamente de uma variedade de maneiras e que vários objetivos, como a pista de pouso, podem ser ilustrados no visor de voo 22 para melhor auxiliar o piloto na tomada de decisões em relação a uma rota de voo selecionada pelo usuário. Além disso, o mapa 40 pode assumir qualquer variedade de formas, inclusive um mapa 2D, um mapa 3D, um mapa topográfico, etc.

Um usuário pode, então, introduzir uma rota de voo selecionada ou rota traçada, que será referida ao presente documento como uma entrada de traçado 42, no mapa 40 exibido no visor de voo 22 e a entrada de traçado 42 pode ser recebida pelo controlador 30. O usuário pode inserir a rota de voo selecionada traçando a rota na tela sensível ao toque 24 formando o visor de voo 22, conforme ilustrado. Alternativamente, o usuário pode introduzir a rota de voo selecionada traçando a rota com o uso de um dispositivo de controle de cursor 26. É observado que após a entrada de traçado 42 ser recebida pelo controlador 30, que o controlador 30 pode atualizar o visor de voo 22 para ilustrar a entrada de traçado 42. Um ponto de rota 44 pode ser inicialmente selecionado e que o usuário pode introduzir a entrada de traçado 42 começando com o ponto de rota 44.

Realizações da invenção geram uma rota de voo final 46 que pode ser percorrida pela aeronave 10 a partir da entrada de traçado 42 e atributos de desempenho da aeronave 10 e exibem a rota de voo final 46 no visor de voo 22 da cabine de voo 18 conforme ilustrado na Figura 3. A rota de voo final 46 tem sido ilustrada como uma serie de pontos de rota 48. A rota de voo final pode estar ilustrada de uma variedade de maneiras incluindo linhas curvas ou retas, com ou sem a inclusão dos pontos de rota. Mais especificamente, realizações da invenção podem utilizar características ou atributos operacionais da aeronave bem como uma base de dados de terreno, clima, e informações adicionais para avaliar o traçado inserido pelo usuário visto que ele é introduzido para determinar se a aeronave ou os parâmetros de espaço aéreo estão sendo excedidos. Se as restrições estiverem sendo excedidas, a entrada de traçado 42 pode ser adaptada para criar uma rota de voo final 46 que seja atingível.

Para gerar a rota de voo final 46, a entrada de traçado 42 pode ser modelada para análise pelo controlador 30 e tal análise pode ser utilizada pelo controlador 30 para gerar uma rota de voo final 46. A modelagem da entrada de traçado 42 pode incluir a modelagem da entrada de traçado 42 mediante a geração de uma série de pontos de rota a partir da entrada de traçado 42. É observado que a entrada de traçado 42 pode ser segmentada em uma série dos pontos de rota com rotas retas. Essas rotas retas podem, então, ser convertidas em rotas curvas com o uso dos atributos de desempenho da aeronave selecionada como uma base. Dessa maneira, a modelagem da entrada de traçado 42 também pode incluir a modelagem da entrada de traçado 42 com um ajuste de curva. Qualquer método de ajuste de curva adequado pode ser utilizado. Isso pode incluir a extração de pontos de dados a partir do ajuste de curva da entrada de traçado 42 e a conexão dos mesmos com segmentos lineares. É observado que os pontos de dados extraídos podem ser uma variedade de pontos de rota, que compensarão a rota de voo final 46. Nesse caso, a geração da rota de voo final 46 pode incluir gerar uma curva a partir dos pontos de dados, com a curva restringida de acordo com os atributos de desempenho da aeronave 10. A geração da rota de voo final 46 pode incluir a restrição da curva por pelo menos um das restrições geográficas e restrições climáticas, o que pode ser obtido a partir das bases de dados pelo controlador 30.

Ou seja, os segmentos curvos e os pontos de rota podem ser analisados pelo controlador 30 para determinar se a área de entorno dos mesmos ou se os atributos da aeronave 10 impedirão ou proibirão a rota pretendida. Na implantação, a uma ou mais restrições podem ser convertidas em um algarismo, o que pode ser convertido em um programa de computador que compreende um conjunto de instruções executáveis, as quais podem ser executadas pelo controlador 30, que tem acesso aos pontos de rota inseridos no FMS. Dessa maneira, um ou mais pontos de rota e/ou segmentos em particular podem ser comparados às restrições e uma determinação pode ser feita se o ponto da rota e/ou segmento satisfizer as restrições. Sendo assim, o ponto de rota e/ou segmento pode ser considerado adequado. Se a rota for inatingível pela aeronave 10, o controlador 30 poderá adaptar esse conjunto de segmentos e de pontos de rota para criar uma rota curva atingível e sugere isso ao usuário. A rota sugerida alternada pode estar tão próxima da rota traçada original quanto o desempenho, terreno, clima, etc. permitirão.

Se a rota de voo final 46 for inatingível com base nas informações nas bases de dados como o terreno e nas informações de desempenho de aeronave, a rota de voo final 46 poderá ser adaptada para criar uma rota de voo final atingível 46. É observado que a rota de voo final 46 pode ser adaptada com base em qualquer variedade de informações que incluem pelo menos um item dentre clima, terreno, obstáculos fixos, obstáculos variáveis, e características de voo da aeronave para criar a rota de voo final atingível 46. É observado que na exibição da rota de voo final 46 no visor de voo 22, que a rota de voo final atingível 46 pode ser exibida. Tal rota de voo final atingível 46 pode ser exibida no visor de voo 22 e quaisquer mudanças entre a rota de voo final 46 e a rota de voo final atingível 46 podem ser indicadas no visor de voo 22. O controlador 30 pode receber aprovação de tais mudanças indicadas antes da exibição da rota de voo atingível 46 como a rota de voo final 46.

Embora apenas uma rota de voo final 46 tenha sido ilustrada, o controlador 30 poderá criar múltiplas rotas de voo finais atingíveis com base na entrada de traçado 42 e nas várias restrições relacionadas à localização da entrada de traçado 42 e atributos da aeronave 10. O controlador 30 pode exibir as múltiplas rotas de voo finais atingíveis no visor de voo 22. O controlador 30 pode determinar, então, uma seleção de usuário de uma das múltiplas rotas de voo finais atingíveis exibidas. Uma vez que o controlador 30 tenha recebido tal seleção de usuário, a rota de voo final do selecionada do usuário 46 pode ser exibida no visor de voo 22.

Novamente, a rota de voo final 46 ou a rota de voo final atingível 46 pode ser curva. Essa rota curva será, então, traduzida de volta para pontos de rota e segmentos de rota linear. Essa rota final será, então, exibida ao usuário para a seleção, com quaisquer mudanças na rota destacada e assinalada para sua aprovação ou modificação.

As realizações descritas acima fornecem uma variedade de benefícios, incluindo o fato de o piloto poder introduzir rapidamente uma rota de voo. O efeito técnico das realizações da invenção são tais que piloto é apresentado a uma representação gráfica de uma rota de voo final com base na rota de voo de usuário inserida e que leva em conta dados que modificarão a rota de voo para dar conta do terreno, clima, e outras informações como características de voo que podem afetar a rota de voo de inserida. Isso também pode permitir que a tripulação reconheça quaisquer problemas com aquela rota de voo em termos de terreno, clima, e outras características de voo. As realizações acima simplificam a interface de piloto e permitem que se poupe tempo de modo que o usuário não tenha que dar conta manualmente desses dados na seleção de uma rota de voo. Em vez disso, a rota de voo é corrigida para dar conta desses dados. As informações inseridas pelo usuário atual podem resultar em uma desconexão ou em múltiplos pontos de rota sem nenhuma conexão viável entre eles, o que precisa ser, então, resolvido pelo usuário.

Esta descrição por escrito utiliza exemplos para revelar a invenção, incluindo o melhor modo, e também para permitir que qualquer pessoa versada na técnica pratique a invenção, incluindo produzir e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e desempenhar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorram àqueles versados na técnica. Tais outros exemplos se destinam a estarem dentro do escopo das reivindicações caso eles tenham elementos estruturais que não difiram da linguagem literal das reivindicações, ou caso eles incluam elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais das linguagens literais das reivindicações.

Claims (19)

1. MÉTODO PARA SELECIONAR E EXIBIR UMA ROTA DE VOO PARA UMA AERONAVE EM UM VISOR DE UMA CABINE DE VOO DA AERONAVE, sendo que o método compreende: receber uma entrada de traçado indicativa de um sinal de uma rota de voo selecionada em um mapa exibido no visor; gerar uma rota de voo final que pode ser percorrida pela aeronave a partir da entrada de traçado e atributos de desempenho da aeronave; e exibir a rota de voo final no visor da cabine de voo.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, em que o recebimento da entrada de traçado compreende receber pelo menos uma dentre uma rota traçada a partir de uma tela sensível ao toque que forma o visor e uma rota traçada a partir de um mouse acoplado de maneira operacional ao visor.

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, que compreende, ainda, modelar a entrada de traçado para análise, e em que tal análise é utilizada para gerar a rota de voo final.

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, em que a modelagem da entrada de traçado inclui modelar a entrada de traçado mediante a geração de uma série de pontos de rota a partir da entrada.

5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, em que a modelagem da entrada de traçado inclui a modelagem da entrada de traçado com um ajuste de curva.

6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 5, em que a modelagem da entrada de traçado com um ajuste de curva compreende extrair pontos de dados a partir do ajuste de curva e conectar os mesmos a segmentos lineares.

7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, em que os pontos de dados são os pontos de rota.

8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, em que a geração da rota de voo final compreende a geração de uma curva a partir dos pontos de dados, com a curva restringida em conformidade com os atributos de desempenho da aeronave.

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, em que a geração da rota de voo final compreende, ainda, restringir a curva por pelo menos uma dentre restrições geográficas e restrições climáticas.

10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9, em que os atributos de desempenho da aeronave, das restrições geográficas, e das restrições climáticas estão contidas em uma base de dados.

11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, que compreende, ainda, adaptar a rota de voo final para criar uma rota de voo final atingível.

12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, em que a rota de voo final é adaptada com base em pelo menos um item dentre clima, terreno, obstáculos fixos, obstáculos variáveis, e características de voo da aeronave para criar a rota de voo final atingível.

13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, em que a exibição da rota de voo final no visor da cabine de voo compreende a exibição da rota de voo final atingível.

14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, que compreende, ainda, criar múltiplos rotas de voo finais atingíveis e exibir as múltiplas rotas de voo finais atingíveis.

15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, que compreende, ainda, determinar uma seleção de usuário de uma das múltiplas rotas de voo finais atingíveis exibidas.

16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15, em que a exibição da rota de voo final no visor da cabine de voo compreende exibir ao usuário determinado uma rota de voo atingível selecionada.

17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, em que a rota de voo final atingível é curva.

18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, que compreende, ainda, indicar as mudanças entre a rota de voo final e a rota de voo final atingível.

19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 18, que compreende, ainda, receber uma aprovação das mudanças indicadas antes da exibição da rota de voo atingível.