CN101180214A - 机身信息显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种飞行器的机身信息显示面板(71)，用于对为多个不同信息项目的每一个设置的竖直及水平布置的显示部分(71a)进行显示。该显示部分根据所显示的信息内容来改变颜色。

Description

机身信息显示面板

技术领域

本发明涉及用于显示安装在机身上的设备的状态的机身信息显示面板，具体涉及用于从空中播撒农药等或用于安装摄像机装置以拍摄照片的无人驾驶直升机的机身信息显示面板。

背景技术

通常，使用无线电控制无人驾驶直升机以从空中播撒农药或拍摄空中的图像或影像。例如，在JP-A-2004-268737中，常规的上述类型的无人驾驶直升机包括所谓自主控制类无人驾驶直升机，其可利用GPS(全球定位系统)在操作者的视线之外飞行。例如在有人驾驶直升机难以接近的火山及受灾区域等地区使用这种自主控制类无人驾驶直升机。

通常，无人驾驶直升机的姿态角容易受到风或其他因素的影响。此外，因为结构原因，例如在转向时飞行姿态角的变化会很剧烈。主要通过安装在机身上各种不同类型的伺服电机来控制无人驾驶直升机的姿态角，这些伺服电机改变主旋翼的轴线的倾角以及主旋翼及尾旋翼的叶片的倾角。如果这种类型的无人驾驶直升机例如遭遇较强的侧风，则当前的飞行路线会急剧偏离预期的飞行路线。因此存在自主控制系统耗费较长时间以修正飞行路线的情况。

通过提供通信方法以在直升机的机身与地面基站之间传递数据，可以从地面获知并适当地控制机身或飞行的这种状态。机身的上述状态包括伺服电机用于控制机身姿态角的工作状态和发动机的工作状态、检测机身的空间方位角和发动机的转速的各种传感器的工作状态、以及安装在机身上使用的电池的状态等。另一方面，飞行的状态包括例如无人驾驶直升机飞行的方向、姿态角及位置等与飞行路线相关的当前状态、以及示出GPS装置是否正常工作的GPS装置的工作状态等。机身的状态以及飞行的状态等的数据从机身被传递至地面基站，并被显示在设置在地面基站内的个人电脑的监控器屏幕上。

当无人驾驶直升机飞离操作者的视线时，操作者需要持续监视显示机身状态的数据以及显示飞行状态的数据，以获知机身的状态及飞行状态。

发明内容

本发明要解决的问题

当无人驾驶直升机飞行时，操作者需要关注显示大量数据的仪器等以监控机身的姿态角控制以及飞行路线，并进而监控安装在机身上的部件以了解其是否正常。

因此，当操作直升机飞行了很长时间之后，操作者会很疲倦。这是因为，在监视大量数据的同时，通过如上所述了解机身的状态、飞行的状态以及有效载荷的状态以进行适当的控制是一件极其复杂的工作。除此之外，如果对于上述监视和控制不熟练的话，则难以做出快速决定。

着眼于背景技术中的上述情况完成了本发明，其目的在于提供一种信息显示面板，通过该面板，操作者能够容易地仅看一眼就可观察到安装在机身上的设备的状态以及从各种传感器接收到的信息及控制状态。

解决问题的方案

为了实现上述目的，根据本发明的机身信息显示面板是飞行器的机身信息显示面板，其用于显示为多个不同信息项的每一个所设置的竖直及水平布置的显示部分，其中显示部分根据所显示的信息内容而改变颜色。

本发明的效果

根据本发明，各个信息内容由与各个信息项对应的颜色区别并显示在显示部分上。颜色根据信息内容而改变。因此，操作者无需密切关注显示面板上全部的显示部分，而仅需监控例如颜色是否表示正常状态，并关注颜色改变的显示部分。因此，即使在长时间飞行中，操作者也不会感觉很疲劳，并可关注诸如飞行以及有效载荷装置等的状态的信息。

根据本发明的第二方面，当发生异常时，显示部分以与正常状态的颜色不同的颜色来显示显示部分。因此，因为易于区别正常与异常，故即使在改变操作者时操作者也不会忽视异常。

根据本发明的第三方面，因为以与阶段对应的颜色来显示正常与异常之间的状态，故能够在状态变为异常之前采取诸如使飞行器着陆等应对措施。

根据本发明的第四方面，当安装在机身上用于控制姿态角的设备、用于飞行控制的设备或者设置在地面基站中用于控制机身的设备变为异常状态时，除了显示部分的颜色改变之外，还发生警报声。因此，可以更加确实迅速地使操作者不会忽视异常并可了解异常状态。

根据本发明的第五方面，本发明的机身信息显示面板被显示在用于显示无人驾驶直升机的机身及飞行状态的监控器上，以执行自主控制飞行。因此，根据本发明，当无人驾驶直升机飞离操作者视线时，操作者可迅速准确地掌握安装在机身上的设备的状态以及飞行的状态。

附图说明

图1示出了根据本发明的无人驾驶直升机的侧视图。

图2示出了图1中直升机的俯视图。

图3示出了图1中直升机的正视图。

图4示出了根据本发明的无人驾驶直升机的框图。

图5示出了地面基站的框图。

图6示出了说明位于地面基站的监控器上的显示的一个示例的正视图。

图7示出了在本发明的机身信息显示面板上的显示的一个示例的正视图。

具体实施方式

以下将参考图1至图6详细描述根据本发明的机身信息显示面板的实施例。图1至图3示出了根据本发明的直升机。图1示出了侧视图，图2示出了俯视图，而图3示出了正视图，说明了设置有摄像机装置用于拍摄航空照片的无人驾驶直升机的示例。

无人驾驶直升机1具有包括主体2及尾体3的机身4。主旋翼5设置于主体2的上部，而尾旋翼6设置于尾体3的后部。散热器7设置于主体2的前部，在散热器7后方于主体2内顺序地容纳有发动机、进气系统、主旋翼轴以及燃料箱。大容量燃料箱容纳在机身中心附近，使得无需设置外部副燃料箱。经由支撑腿8，滑板9设置在大致布置在机身4的中心部分的主体2下方左右部分处。在机身下方于滑板9的前端上方设置有连接至机身内发动机(未示出)的排气管60以及连接至排气管60的消声器61。

控制面板10设置在主体2的后部的上侧，同时指示灯11设置在其下侧。控制面板10在飞行前显示检查点以及自诊断结果等。还在地面基站对控制面板10上的显示进行确认。指示灯11显示GPS控制的状态以及机身的异常警报等。

容纳红外摄像机(或CCD摄像机)的摄像机装置12经由摄像机安装架13被安装在主体2的前部下方。安装在摄像机安装架13上的摄像机装置12绕全景轴(竖直轴)旋转。此外，内部摄像机(未示出)可绕倾斜轴(水平轴)旋转。由此，摄像机可以透过前部窗口14从空中拍摄地面上所有方向的图像。

自主控制箱15安装至主体2的左侧。在自主控制箱15中，容纳行自主控制所需的GPS控制装置、用于与地面基站进行通信的数据通信装置及图像通信装置、以及内置控制程序的控制板等。在自主控制期间，基于下述各种数据，自动或根据来自地面基站的命令来选择上述操作模式及控制程序。因此，进行用于机身状态及飞行状态最佳的导航控制。上述各种数据包括表示机身状态的诸如机身的姿态角及速度、发动机的转速和节流阀角度的机身数据、以及表示飞行状态的诸如机身的位置及方向的飞行数据。

直升机1可通过上述自主控制飞行。除了如上所述通过自主控制进行飞行之外，直升机1还可通过操作者的手动操作来飞行。通过视觉监控直升机1的姿态角、速度、高度以及方向等的操作者来通过手动操作进行上述飞行，同时操作者根据从机身发送的各种数据来操作遥控装置或遥控器。

天线支撑框架16安装至主体2的底表面。倾斜撑杆17安装至天线支撑框架16。导航数据天线18安装在撑杆17上以对地面基站发送并接收诸如上述自主控制所需的机身数据和飞行数据的导航数据(数字数据)。此外，用于通过模拟方式的图像通信向地面基站发送由摄像机装置12记录的图像数据的图像数据天线19被安装至撑杆17。除了模拟方式，还可以采用数字方式进行图像通信。

基于陆地磁力的方位角传感器20等被设置于尾体3的底侧。方位角传感器20检测机身所指向的方向(例如东、西、南、北)。此外，在主体2内部设置由陀螺仪装置(参见图4)构成的姿态角传感器24。

主GPS天线21及副GPS天线22设置于尾体3的上表面。用于从遥控器接收命令信号的遥控接收天线23设置于尾体3的后端。

图4示出了根据本发明的无人驾驶直升机的框图。在图中省去涉及摄像机装置控制的设置。

自主控制箱15容纳用于对地面基站传递并接收无人驾驶直升机1的自主控制所需数据的数据通信装置31、包括存储自主控制程序等的微型计算机的控制板32、连接至主GPS天线21的主GPS接收器33、以及连接至副GPS天线22的副GPS接收器34。

机身4具有用于在自主控制箱15中的数据通信装置31与地面基站之间发送并接收数字数据的导航数据天线18。方位角传感器20连接至自主控制箱15中的控制板32。在机身4内设置包括陀螺仪装置等的姿态角传感器24。姿态角传感器24连接至控制箱35。控制箱35与自主控制箱15中的控制板32进行数据通信，并致动伺服电机36。存在五个伺服电机36，其控制主旋翼5以及发动机，以在纵向方向、宽度方向以及竖直方向上控制机身4的运动，并控制尾旋翼6以控制机身4的旋转。

图5示出了地面基站的框图。

用于与直升机1通信的地面基站40设置有用于从GPS卫星接收信号的GPS天线44、用于与直升机1进行数据通信的通信天线45、以及用于从直升机1接收图像数据的图像接收天线(未示出)。这些天线设置在地面上。

地面基站40包括数据处理部分41、监控操作部分42、以及电源部分43。

数据处理部分41包括GPS接收器52、数据通信装置53以及连接至这些部件52及53用于进行通信的通信板51。

监控操作部分42包括通过遥控器操作的手动控制器60、用于调节机身4的飞行数据等的基础控制器57、备用电源58、连接至基础控制器57的个人电脑55、以及用于个人电脑55的监控器56。

电源部分43包括发电机61以及经由电池充电器62连接至发电机61的备用电池63。在飞行之前进行检查时，备用电池63连接至机身4一侧以例如在发电机61不工作时供应12V电力。此外，在直升机1飞行时，电源部分43从发电机61向数据处理部分41以及监控操作部分42供应100V电力。

在上述结构中，在地面基站40由个人电脑55对涉及直升机1的飞行的命令进行编程，并经由数据处理部分41将命令从地面基站40发送至直升机1。当直升机1的数据天线15接收到命令时，由控制板32控制机身4的姿态角及位置(参见图4)。由此进行直升机1的自主控制。

关于机身状态及飞行状态等的数据从设置在直升机1的机身4上的各个传感器发送至地面基站40，在地面基站40将数据实时显示在个人电脑55的监控器56上。操作者通过观察显示器来监控直升机1。利用个人电脑55或手动控制器54，通过遥控可修正直升机1的飞行状态等。

图6示出了设置在地面基站40中的个人电脑55的监控器屏幕56上显示的一个示例。所显示信息的布置并不限于图6中的示例。

在监控器56的左侧，从上到下依次显示用于机身4的机身信息显示面板71、有效载荷装置信息显示面板72以及导航面板73。

显示直升机1的机身状态和飞行状态以及诸如伺服电机37以及各种传感器的部件的工作状态的数据通过颜色、数值、或符号被显示在机身信息显示面板71上。由数值显示的项目包括GPS的详细信息(纬度、经度、以及高度等)，发动机冷却水温度、以及电池电压等。由符号显示的项目包括与直升机1的机身4通信的状态、飞行时间、GPS导航状态、是否允许控制、以及控制水平的大小等。以下将详述通过颜色的显示。

例如，当具有全景功能及倾斜功能的摄像机装置被安装在直升机1上用于记录图像时，在有效载荷装置信息显示部分72上显示用于控制摄像机以及用于操作摄像机全景头的全景角及倾斜角等的操作面板。在此情况下，显示用于确认与本示例相关的操作模式的信息，并如上进行显示。当有效载荷例如是用于从空中播撒农药的播撒装置而非上述装置时，显示用于控制播撒装置的操作面板等。

在导航面板显示部分73上显示用于输入机身的目标速度的导航对话框、用于输入机身的运动距离及角度的相对运动对话框、用于改变机身的控制参数的参数对话框、以及用于发送并控制飞行程序的程序飞行对话框等。可在监控器屏幕56上同时显示这些对话框，或者可通过切换屏幕来显示。

在监控器屏幕56的下部分右侧显示包括多个装置(从其可获知机身4的机身的当前状态或飞行的当前状态)的装置显示部分75。装置显示部分75显示由控制箱36控制的发动机的转速、由GPS识别的水平速度及竖直速度、由方位角传感器及姿态角传感器识别的方向及高度、以及显示机身的方位角的等的水平指示器。

在监控器屏幕56上的中央部分显示直升机1飞行区域的地图74。地图74显示飞行区域的地理图形、方位及比例。直升机1的飞行路线的轨迹由地理图形上的线81表示。在线81的末端示出表示机身当前位置及飞行方向的机身标志82。当摄像机装置安装在直升机上时，可将用于显示由摄像机记录的图像的图像显示部分74a设置在地图屏幕的一部分上。在图像显示部分74a中显示作为图像的静态图像或运动图像。此外，可在地图74上显示摄像机的视点及视野。

图7是根据本发明在机身信息显示面板71上显示的示例，示出了显示的一部分，用于在机身信息显示面板71的整个显示部分中利用颜色来识别信息内容。如上如图6所示，在监控器56的一部分上显示机身信息显示面板71。

根据各个信息来竖直及水平地布置显示部分71a并将其显示在机身信息显示面板71上。各个显示部分71a可独立地显示颜色。根据构成监控器屏幕56的发光体发出的颜色而获得颜色分类来进行显示。例如，在完全正常的状态下以绿色进行显示，如果工作正常但缺少一部分信息则以黄色进行显示，而在已经发生问题或数值超出预定范围时以红色进行显示。

此外，当表示正常的颜色改变为其他颜色时，从设置在监控操作区域42上的扬声器42a(参见图5)发生警报声。本发明的警报发生装置由扬声器42a构成。除此之外，在当前操作足够正常可以较高水平实现操作的情况下(例如，在能够在比当前条件更恶劣的条件下进行控制的情况下)，以蓝色进行显示。

在显示部分71a上使用不同的颜色以显示设置在机身4上的灯的发光状态、指示发射器是否正常的操作状态、安装在机身4上的电池的电压、机身4中装载的剩余燃料量(使用燃料量)、设置在机身4上诸如高度传感器、方位角传感器以及GPS装置等各个传感器的输出状态、表示设置在机身4上的伺服电机是否正常工作的操作状态、以及用于控制伺服电机的操作的各个控制装置的操作状态等。

例如，根据实施例的每个显示部分71a均能够显示绿色、蓝色、黄色、红色以及紫色这五种颜色。在这些颜色中，绿色、蓝色、黄色以及红色这四种颜色根据所显示信息的状态(例如，正常或异常的状态)而改变。紫色是通用于全部显示部分71a的颜色以表示从机身未接收到数据的情况。例如，绿色表示正常或与正常类似的正常使用状态，红色表示异常或特定使用状态，而蓝色及黄色则表示介于正常与异常之间的状态。

当根据阶段以所设置的不同颜色来表示所显示信息的内容正常的情况与所显示信息的内容异常的情况之间的状态时，能够在状态变为异常之前采取诸如使机身4着陆的应对措施。根据所显示的信息类型，各个显示部分71a均包括其状态以绿色及红色两种颜色来显示的项目、其状态由蓝色及黄色来显示的项目以及其状态由蓝色或黄色来显示的项目。

在图7的示例中，例如，以两个阶段来显示项目“灯”。具体而言，如果机身上的灯关闭，则以绿色来显示项目，如果机身上的灯打开，则以红色来显示项目。对于项目“允许控制”，绿色表示允许整个自主控制的状态，蓝色表示副GPS装置不能作为备用的状态，黄色表示对于自主控制不能使用主GPS装置但可以使用副GPS装置的状态，而红色则表示不能进行自主控制的状态。

如果电池电压处于预定范围内，则项目“电压”以绿色照亮，而当电池电压超出预定范围时以红色照亮。此外，如果遥控器上的自主开关打开，则项目“自主”为绿色，如果自主开关关闭则为红色。当以红色显示项目“自主”时，通过遥控器(图5中的手动控制器54)来手动执行对机身的遥控。

因此，根据本实施例的机身信息显示面板71，在全部显示部分71a中通过颜色来显示信息的内容。因此，当全部显示为绿色表示正常时，操作者就无需通过监视各个显示部分来判定各个显示部分71a是否正常或异常。

此外，在显示部分71a中，所显示信息的内容正常的情况的颜色与所显示信息的内容异常的情况的颜色彼此不同。因此，容易对正常或异常做出判定。因此，即使改变操作者时操作者也不会忽视异常。

根据本实施例的机身信息显示面板71，如果安装在机身4上用于控制姿势角的诸如伺服电机36的设备、用于飞行控制的诸如方位角传感器20的设备、或者设置在地面基站40中用于控制机身的设备不正常时，除了显示部分71a的颜色改变之外，还从扬声器42a发出警报声。换言之，在多个显示部分71a中任意显示部分71a改变为非绿色的其他颜色或当听到警报声时，操作者通过监视机身信息显示面板71并判定设备状态来采取必要措施。显示部分71a上的颜色所表示的各种信息的状态和数值范围可以提前由使用者定义。用于显示部分71a的颜色类型并不限于上述颜色。

此外，在机身信息显示面板71中，可为以数值及符号显示信息的项目使用构成监控器屏幕56的发光体，使得可以根据与信息内容对应的颜色分类来显示其数值、符号及背景。在此情况下，例如当数值超出预定范围并当发生故障时，由红色来照亮背景，此外还发生警报声。

此外，本实施例的机身信息显示面板71被显示在显示无人驾驶直升机1(可以进行自主飞行)的机身及飞行状态的监控器屏幕56上。因此，根据本实施例，即使在无人驾驶直升机1飞离操作者视线之外时，操作者也可迅速准确地掌握安装在机身4上的设备的状态以及机身4的飞行状态。

工业实用性

本发明可应用于用于播撒农药或用于拍摄航空照片的无人驾驶直升机、有人驾驶直升机、以及非上述直升机的诸如飞机等其他飞行器的机身信息显示面板。

Claims (5)

1.一种飞行器的机身信息显示面板，用于对为多个不同信息项目的每一个所设置的竖直及水平布置的显示部分进行显示，

其中，所述显示部分根据所显示的信息内容而改变颜色。

2.根据权利要求1所述的机身信息显示面板，

其中，所述显示部分在所显示的所述信息内容正常情况下的颜色与所述显示部分在所显示的所述信息内容异常情况下的颜色彼此不同。

3.根据权利要求2所述的机身信息显示面板，

其中，所述显示部分的颜色根据所显示的所述信息内容正常的情况与所显示的所述信息内容异常的情况之间的阶段而改变。

4.根据权利要求2所述的机身信息显示面板，还包括

用于发出警报声的警报发生装置，

其中，所述警报发生装置在所述显示部分的颜色从正常状态的颜色改变为异常状态的颜色时发生警报声。

5.根据权利要求1所述的机身信息显示面板，

其中，所述飞行器是无人驾驶直升机，其具有可与地面基站交互通信的机身，

所述机身可从所述地面基站进行控制，并被设置使得将与所述机身状态及飞行状态相关的数据发送至所述地面基站，

所述地面基站包括用于显示从所述机身发送的各个数据的监控器屏幕，并且

所述显示部分被显示在所述监控器屏幕上。

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