CN102648397A - 航空电子装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明的总体构思涉及在航空电子显示屏上选择和显示信息的方法和系统。这些系统和方法允许利用旋钮选择和显示信息，利用旋钮突出显示和选择要显示的期望信息，省去了对光标功能的需要。这些系统和方法还实现了同时在显示器的单屏显示上的多页和/或多窗口或这些页和/或窗口之内的“片块”，在被选中时，完全独立地控制每个窗口、页面和/或片块。本发明的总体构思还涉及事先在电子显示系统海拔高度标尺带上向飞行员提供多个警示以及迫近预定海拨高度的系统和方法。本发明的总体构思还涉及基于航空电子导航显示的显示范围采用可变分辨率地形数据的系统和方法。本发明的总体构思提供了使用图形处理器的α混合性能对显示器调光的系统和方法，在最后硬件调光步骤之后有效地利用中性色覆盖图使其变暗。

Description

航空电子装置、系统和方法

交叉引用

本申请要求享有如下申请的权益并且基于如下申请的优先权：共同未决美国临时专利申请No.61/228,610，题为“Reversionary ArchitectureSystem and Method”；No.61/228,603，题为“Pitot Pressure SensingSystem and Method”；No.61/228,601，题为“LCD Display Dimming Systemand Method”；No.61/228,608，题为“Information Page Selection Systemand Method”；No.61/228,599，题为“Altitude Marker System and Method”；No.61/228,598，题为“Multifunction Avionics Display User InterfaceMethod”；和No.61/228,597，题为“Dynamic Topography Resolution Systemand Method of Display”，所有六个申请都提交于2009年7月26日；以及美国临时专利申请No.61/367,041，题为“Avionics Display”，和No.61/367,058，题为“Avionics Display”，两个申请都提交于2010年7月23日，在此通过引用将其整个公开并入这里。

技术领域

本发明的总体构思涉及航空电子装置、显示器和系统以及用于航空电子装置显示的方法。更具体而言，本发明构思涉及在显示屏上选择和显示信息的方法和系统。这些系统和方法允许利用旋钮选择和信息显示，利用旋钮移动到期望位置并且突出显示和选择要显示的期望信息，省去了对光标功能的需要。这些系统和方法还实现了同时在显示器的单屏显示上的多页和/或多窗口或这些页和/或窗口之内的“片块(tiles)”，在被选中时，完全独立地控制每个窗口、页面和/或片块。本发明的总体构思还提供了通过窗口、片块和/或页面导航的方法和系统。

本发明的总体构思还涉及事先在电子显示系统海拔高度标尺带(altitude tape)上向飞行员提供多个警示以及迫近预定海拨高度的系统和方法。这些系统和方法通过提供协调工作的警示而提供了更强的安全性，由此提高了飞行员对接近飞行临界海拔高度的状况意识和/或在接近飞行临界海拔高度期间为飞行员赋予了对海拔高度变化率的更强感觉。

本发明的总体构思还涉及基于航空电子导航显示的显示范围采用可变分辨率地形数据的系统和方法。本发明的总体构思使用了范围之间平滑的缩放(zoom)。两种效果都实现了看起来是恒定分辨率平滑缩放的效果，同时改变了平面范围。

本发明的总体构思涉及显示系统和方法，显示装置，例如用于航空电子装置的显示器。更具体而言，本发明构思涉及一种系统和方法，使用航空电子装置(或其它显示装置)的图形显示处理器功能以在夜间飞行期间将装置的航空电子显示暗淡到最低可能水平(这样就可以观察到显示器显示的数据结果)而无需非常宽动态范围的背光电路。

本发明的总体构思涉及航空电子系统和方法，更具体而言，本发明总体构思涉及在飞机皮托压力感测系统故障、阻塞或误操作或器械其它故障的情况下检测和/或提供备用设备的系统和方法。在一个实施例中，本发明的总体构思涉及一种独特的电子飞行显示架构，满足FAR 23.131(b)对驾驶舱中冗余备份仪器的管理要求。在另一实施例中，本方面的总体构思使用不相似传感器数据的组合并且向航空电子显示器显示信息。

背景技术

常规的航空电子显示器使用X、Y光标功能基于向下链接的报告(例如METARS、AIRMETS、SIGMETS)访问航空电子显示屏上的项目，例如机场、VOR的项目以及气象信息。

常规的航空电子显示器限于提供用于单页的单个功能。在一些常规航空电子系统上提供了弹出式显示器。这些弹出式显示器功能有限，且不能显示其它屏幕。在主显示页上显示与未被显示的页相关联的辅助信息，辅助功能的数据被改变并且组合成主显示页，且不被表示为原始页和数据。二次数据被显示，且不能由这些常规显示器的用户改变。

常规系统使用一个可选择的警示或错误向飞行员指出选择的海拔高度。至少因为在飞行员接收到警示时必须立即准备对飞机的航向做出调节，这是存在问题的。于是，未观察特定系统或以其它方式未等候警示的飞行员可能导致通过选定的海拔高度，由此需要进行海拔高度校正。

当前，常规航空电子显示器限于一种分辨率，或至多限于两个(2)水平的地形数据分辨率，用于在导航图上描绘地形。常规的航空电子显示器不在RAM中存储超过一个水平的地形分辨率并且在显示地形数据方面受到数据存储装置传送率的限制。常规显示器的这种局限导致在常规显示器的用户从一种分辨率切换到另一种时显示器中出现陡峭的“台阶”或“跳动”。

LCD型显示器已经在航空电子装置中普及。由于LCD面板自身不发光，它们需要外部照明机构(背光)才容易看到。在大部分LCD显示器上，这由位于LCD面板后方的冷阴极荧光灯构成。新近以来，在LCD显示器中出现了LED背光照明的LCD显示器，成为常规荧光灯背光的替代。LED背光方案还实现了比常规显示器更纤巧的面板。用于航空电子装置的LCD显示器当前使用非常大动态范围(＞1000∶1)的调光硬件以在直接阳光照射时的最大所需亮度(从而可以观察到显示器显示的数据结果)和夜间飞行期间所需的最低亮度之间变化。这种常规显示器的最低显示亮度受到LCD硬件能力的限制，其需要最低量的功率来驱动发光。尤其是对于LED背光方案，驱动背光所需的最小功率导致显示器亮度对于用于航空电子设备中常常太亮，航空电子设备常常用于仅有非常少(如果有的话)环境光的条件下。在用于夜间飞行时常常出现的最低环境光条件下时，如果航空电子显示器的光输出或光泽太亮，飞行员必须在航空电子显示器和夜空之间不断调节或重新聚焦其视觉。这样可能是麻烦的甚至不安全的。因此，有益的做法是提供一种手段，提高航空电子显示器(或其它类似显示器)的调光能力，超过相关联硬件背光驱动器的能力。

为了使显示器的强光最小化，很多显示器制造商都包括夜间模式特征，其中在低环境光状况下修改所显示项目的色彩设计。在这种夜间模式特征中，使用更暗的颜色，例如黑色，取代更亮的颜色，例如绿色、蓝色等。这样的模式获得更低的对比度，常常导致屏幕上显示的项目细节更少。因此，有益的做法是提供一种显示器，其无需改变显示屏上显示的项目的色彩布置就减少眩光。

FAA Advisory Circular 23.1311-1B阐述了可接受的手段，表现出与针对在23部分飞机中安装电子显示器的14CFR§23的一致性。除此之外，它需要逆转的或备用架构，进行电子基本飞行显示，或实现等价水平的安全性。

皮托压力和环境静压用于确定飞机的表速，这是飞机的关键性能决定因素，也常用于安排各种飞机系统，例如配平电动机、人工感觉系统、包络保护系统的行为或运行，或可用于计算其它飞行参数，例如来自飞行数据姿态航向参考系统(ADAHRS)的姿态信息。

在皮托管(pitot)系统的故障是严重故障的情况下，常规的飞机设计实施具有充分冗余的皮托管感测架构，以确保有可靠数据可用。这种冗余架构的范例是具有双冗余和被监测加热元件的双冗余皮托管探头，每个探头加热器连接到不同的发电源。在很多旧式轻型飞机中，安装的皮托管系统没有充分的冗余性来确保有精确数据，这可能导致使用误导数据和/或通常排除了在执行关键功能时使用数据，改造这种具有冗余的皮托管系统的旧式飞机极为困难且成本高昂。

发明内容

本发明的总体构思涉及在显示一地区地理表示的显示屏上选择并显示关于航空和气象项目的相干信息的方法和系统。这些方法和系统允许使用旋钮选择和显示信息，使用旋钮移动到期望位置并且突出显示和选择叠加在地理显示上的要显示的期望信息。本发明的总体构思消除了需要光标功能来执行这些功能。

本发明的总体构思还涉及显示多页和/或多窗口或这些页和/或窗口之内的“窗口片块”的方法和系统。这允许航空电子多功能显示器(“MFD”)包括同时显示于单个屏幕上的几个功能，在被选择时能够完全独立地控制每个功能。本发明的总体构思还提供了一种通过多功能航空电子显示器上的片块导航的方法。

本发明的总体构思还涉及事先在电子显示系统海拔高度标尺带上向飞行员提供多个警示以及迫近预定海拨高度的系统和方法。本发明的总体构思通过提供协调工作的警示实现了更高安全性，由此增强了飞行员对接近飞行临界海拔高度的状况意识。

本发明的总体构思还提供了具有多层次地形分辨率的显示器，在层次之间具有平滑过渡。

以上和其它目的是为了例示本发明，并不是要进行限制。在研究以下说明书和构成其部分的附图时，本发明很多可能的实施例可以被提出并将变得显而易见。可以独立于其它特征和子组合采用本发明的各种特征和子组合。结合附图，从以下描述将明了本发明的其它目的和优点，其中通过例示和范例阐述了本发明的实施例及其各种特征。

本发明提供了使用图形处理器的α混合性能对显示器调光的方法，在最后硬件调光步骤之后有效地利用中性色覆盖图使其变暗。

以上和其它目的是为了例示本发明，并不是要进行限制。在研究以下说明书和构成其部分的附图时，本发明很多可能的实施例可以被提出并将变得显而易见。可以独立于其它特征和子组合采用本发明的各种特征和子组合。结合附图，从以下描述将明了本发明的其它目的和优点，其中通过例示和范例阐述了本发明的实施例及其各种特征。

本发明的总体构思涉及一种具有电子飞行显示器的方法系统，满足FAR23.1311(b)对驾驶舱中冗余备份仪器的管理要求。本发明的总体构思还涉及利用不相似传感器数据的组合检测飞机皮托压力(pitot pressure)感测系统故障、阻塞或误操作的系统和方法。

以上和其它目的是为了例示本发明，并不是要进行限制。在研究以下说明书和构成其部分的附图时，本发明很多可能的实施例可以被提出并将变得显而易见。可以独立于其它特征和子组合采用本发明的各种特征和子组合。结合附图，从以下描述将明了本发明的其它目的和优点，其中通过例示和范例阐述了本发明的实施例及其各种特征。

附图说明

结合附图，从实施例的以下描述，本发明总体构思的这些和/或其它方面和效用将变得显而易见并更容易理解。为了例示的目的，在附图中示出了当前优选的本发明总体构思的形式；不过，要理解，本发明的总体构思不限于图示的精确布置和手段。在附图中：

图1是本发明总体构思具有显示器、屏幕和旋钮的示范性实施例系统。

图2是本发明总体构思具有显示器、屏幕和旋钮的另一示范性实施例系统。

图3是本发明总体构思具有显示器、屏幕和旋钮的另一示范性实施例系统。

图4是本发明总体构思具有显示器、屏幕和旋钮的另一示范性实施例系统。

图5是示出了多功能航空电子显示器上的多个页面的本发明总体构思另一示范性实施例的系统。

图6是示出了多功能航空电子显示器上的单个页面的本发明总体构思另一示范性实施例的系统。

图7是示出了多功能航空电子显示器上的多个页面的本发明总体构思另一示范性实施例的系统。

图8是示出了多功能航空电子显示器上的多个页面的本发明总体构思另一示范性实施例的系统。

图9是示出了与最低警示相关联的海拔高度标尺带上标记的表格。

图10是示出了与最低警示相关联的海拔高度标尺带上标记的本发明总体构思另一示范性实施例的系统。

图11是本发明总体构思的示范性实施例。

图12是本发明总体构思的示范性实施例的流程图。

具体实施方式

本发明的这一总体构思提供了在航空电子装置显示器上显示信息的方法。在装置显示屏上显示可选的项目以及与可选项目相关的信息。从来源获得与可选项目相关的信息。信息源的范例包括导航图(机场、空中交通管制区、专用空域、导航辅助设备、人文特征、地理特征)、METAR、AIRMET/SIGMET和TFR气象页面。在一个实施例中，在航空电子装置内部存储信息源。在另一个实施例中，在远离航空电子装置的位置存储信息源。

本发明的总体构思维护可选项目的动态可变数据库。在一个实施例中，在RAM中存储数据库。在另一个实施例中，在可移除SD存储卡上存储数据库，在RAM中动态存储相关部分。在另一个实施例中，在远方位置动态维护数据库，经由卫星信号，例如SM接收定期更新广播。

可以由装置的控制处理器访问数据库。动态地更新数据库，以包括仅在预定区域之内的可选项目。在一个实施例中，通过排除预定区域之外的项目动态地更新数据库。在一些实施例中，预定区域是动态更新的，并基于飞机的位置。如果飞机在运动中，动态地更新预定区域和数据库以对应于飞机的位置(即，漫游图)。在一些实施例中，预定区域对应于装置显示屏的可观看区域。在一些实施例中，预定区域延伸刚好超过显示屏的可观看区域。

动态地更新数据库。在一些实施例中，通过修改可选项目和/或与项目相关的信息中的一个或多个来更新数据库。在一些实施例中，通过删除和/或增加可选项目和/或与项目相关的信息中的一个或多个来更新数据库。

本发明的总体构思能够以顺序方式选择项目和/或信息。在一些实施例中，通过旋转控制旋钮，在数据库内逐渐地正向和反向进行来选择项目和/或信息。在一些实施例中，通过按压控制旋钮选择项目和/或信息。

参考附图，图1示出了具有显示器、屏幕和旋钮的本发明总体构思的示范性实施例。如图1中所示，本发明的总体构思能够利用两个旋钮1-13和1-9以及多个按钮1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、1-7、1-8、1-10、1-11、1-12在屏幕1-44上选择各个元件。按钮和旋钮的功能根据显示哪个窗口或页面而改变。由朝向屏幕1-66底部的标签指示左侧旋钮1-13的功能。由朝向屏幕1-67底部的标签指示右侧旋钮1-9的功能。由朝向屏幕1-59底部的标签指示左侧按钮1-12的功能。由朝向屏幕1-64底部的标签指示中心按钮1-11的功能。由朝向屏幕1-62底部的标签指示右侧按钮1-10的功能。

图1还示出了屏幕1-44右方的五个热键1-4、1-5、1-6、1-7和1-8，可用于开关各种特征。每个热键1-4、1-5、1-6、1-7和1-8的功能由屏幕1-44上每个按钮1-68左侧的标签指示。热键上方另外三个按钮控制着进出主菜单1-3、设置和/或调节图范围1-2和复原或人工功率控制1-1。图1还示出了自动调光光电单元1-14和微型SD卡插槽1-15。

在图1中所示的实施例中，显示器装备有几个飞行员控制器，其被设计成简化系统的操作，使飞行员的工作量最小化并且减少访问功能所需的时间。配置左旋钮1-13和右旋钮1-9，使其可以被推动和/或旋转。按下旋钮激活它以进行控制，接下来按压在轮询序列中通过其可用控制功能循环。在一些实施例中，每个旋钮1-9和1-13都具有不活动的家态(home state)，经过一段时间不活动以后，例如10秒之后，它自动返回家态。不活动状态被设计成防止设置的无意调节。可以使用旋钮来选择不同页面、窗口或视图或在平移(panning)一幅图时水平和垂直移动。

在图1中所示的实施例中，旋转左旋钮1-13选择不同页面来显示。旋钮的初始旋转激活选择过程，继续旋转将选择不同页面。这个特征有助于使无意的页面改变最小化。在一些功能中，例如在看图时，按下左旋钮1-13激活平移模式。在激活平移模式时，左旋钮1-13水平跨过该图卷滚。在处于二次水平状况指示符视图中时，左旋钮1-13为当前过程设置执行同步功能。在按下信息按钮时，旋转左旋钮1-13在导航图(机场/VOR)或METAR、AIRMET/SIGMET和TFR气象页上选择不同对象。在按下信息按钮之后按下左旋钮1-13将显示所选对象的文本信息(在有信息的时候)。

在图1所示的实施例中，按下右旋钮1-9移动焦点并且选择页面上不同的窗口。在窗口有焦点时，旋转右旋钮1-9改变窗口的视图。如果未推动右旋钮(1-9)(以激活窗口选择)，右旋钮1-9的初始旋转将激活选择过程，继续旋转将选择不同窗口。这个特征有助于使无意的页面改变最小化。

右旋钮1-9还用于通过多个信息页向上返回。在有这个特征时，在右旋钮1-9上方显示标签推动以返回。推动右旋钮1-9将使显示退出信息和平移，每次一个级别，返回到基本视图。

图2示出了具有显示器、屏幕和旋钮的本发明总体构思的另一示范性实施例。图3示出了本发明总体构思的实施例，其中航空电子显示器是主飞行显示器，包括由数据条分开的姿态(attitude)显示器和导航显示器。图4示出了本发明总体构思的实施例，其中航空电子显示器是多功能飞行显示器，包括屏幕左上的辅助姿态显示器，屏幕右上的交通显示器和屏幕下半部的导航图。

参考图2，旋钮120、130提供显示器115在垂直方向，即上和/或下，和/或水平维度，即左和/或右的移动。例如，可以分配旋钮120控制垂直运动，可以分配旋钮130控制显示器115的水平运动。

一旦示出了显示器115的期望区域，就通过按下按钮140以激活旋钮150来进行选定地理区中个体部件的选择，突出显示部件166，例如机场、无线电或气象部件。然后在屏幕上突出显示选择的部件166。

然后可以通过推动左旋钮120选择与部件166相关的额外信息以进行显示。提供的信息表示与所选部件160相关的所有信息。用户可以通过旋转左旋钮120继续选择其它部件的信息。

这种方法针对AIRMETS和SIGMETS的实施以用于显示这些项目的页面上名为“Details”的选择键160开始。在按下这个键时，突出显示屏幕上AIRMETS或SIGMETS符号或区域之一。

将控制旋钮之一标记为“Select”。转动这个旋钮选择屏幕上的下一项目并且突出显示它。该实施具有智能软件算法，在一个实施例中，该智能软件算法在转动选择旋钮时从左上到右下依次选择屏幕上的项目。在另一个实施例中，基于它们针对飞机的相对距离顺序选择屏幕上的项目。

一旦选择了期望项目，按下标记为“Press for Info”的旋钮弹出文本窗口，这个窗口中显示针对该项目的所有信息。如果要显示的数据比一个页面长，该窗口还实施卷动功能。

MAP信息页功能以类似方式工作以显示诸如机场的屏幕项目的具体数据。相对于原始的AIRMET、SIGMET页它具有一些增强。一旦突出显示了屏幕项目，接下来是小窗口，立即为显示的该项目突出显示一些最重要信息。

通过选择信息、弹出大的文本页，仍然通过同样方式访问完整信息。

一旦弹出大的文本页，就使显示器侧面按键能够允许用户在屏幕上独立地，有选择地访问关于该机场的具体信息。例如，通过按下APT侧键显示一般机场信息。利用FREQ侧键等显示无线电频率。

这种方法针对METARS的实施具有额外特征。这种方法中针对这一页选择的屏幕上的符号很小。进行额外的增强以暂时放大屏幕上选定的项目使其更加可见。利用上述同样方法显示其余详细信息。

本发明总体构思的示范性实施例被实现为计算机可读介质上的软件算法，例如计算机可读代码，例如存储在图1的航空电子装置和/或如下申请中所示和所述航空电子装置的存储器中的固件：2010年7月23日提交的美国临时专利申请No.61/367,041，题为“Avionics Display”，或2010年7月23日提交的美国临时专利申请No.61/367,058，题为“AvionicsDisplay”(在此通过引用将其整个公开并入这里)。例如，航空电子显示器可以包括美国专利申请No.11/773,419中公开的电子飞行数据显示仪表，在此通过引用将其整个公开并入这里。例如，可以在数据库中存储设置流程，使得应用户请求，该设置请求为控制按钮120-160的每个分配信息。根据输入的数据，本发明的总体构思将向控制按钮120-160的每个分配功能。

本发明的总体构思通过用旋钮选择器选择该片块提供了多个窗口或“窗口片块”的完全独立运行。一旦通过旋钮选择了窗口片块，就提供了与该窗口相关联的完整功能。可以将运行于选定窗口片块中的应用改变到系统中任何窗口片块应用中，有一些由FAA规则限制的例外。

本发明的总体构思提供了在航空电子装置显示器上显示信息的方法。该方法包括选择装置显示器配置。该装置显示器能够被配置成同时显示一个或多个显示器片块。采用面向对象的程序设计技术，每个片块表示独立的对象，每个片块能够独立于其它显示的片块运行函数，或运行应用。每个片块还能够实时更新显示的信息。功能或应用与选定显示器配置中显示的每个片块相关联。尽管附图显示本发明总体构思包括针对一个、两个或三个片块和有限数量的可分配给每个片块的示范性功能或应用的选项，但本领域的技术人员将认识到，可以采用任意数量的片块，可以任选地分配任意数量的应用，同时仍然落在所主张的发明范围之内。

参考图5，可以定制本发明的总体构思以在显示器5-10中具有一组多个屏幕布局。在本实施例中，每个屏幕布局具有1、2或3个窗口或片块，例如，显示器5-10具有3个片块，5-20A、5-20B和5-20C。不过，可以预见到，根据屏幕尺寸，可以使用其它组合。换言之，更大的屏幕将容纳更多片块。可以在初始设置流程期间设置本发明的总体构思，如果显示器更大，则显示更多片块，或者如果显示器更小，则显示更少片块。

本发明的这种总体构思还提供了在屏幕、窗口、每个窗口之内的选择功能之间导航并且如上所述使用旋钮和按钮控制针对每个窗口的那些功能的方法。本发明的总体构思允许多个屏幕布局，用户能够选择屏幕布局。

参考图6，提供了本发明总体构思的另一实施例。在图6(a)和(b)中，单窗口完整屏幕布局填充显示器的整个屏幕。这个窗口可用于显示以下视图之一：导航图(NAV MAP)、地形(TERR)、交通(TRFC)、闪电传感器(STRIKES)、数据链路气象(WEATHER)等。

参考图7，提供了本发明总体构思的另一实施例。在图7(a)和(b)中，显示器包括两个窗口，分裂屏幕布局。在图7(a)中，在顶部窗口中显示VFR导航图视图，在底部窗口中显示专用地形视图。顶部窗口可用于显示以下视图之一：地形(TERR)、交通(TRFC)、闪电传感器(STRIKES)等。底部窗口可用于显示以下视图之一：导航图(NAV MAP)、地形(TERR)、交通(TRFC)、闪电传感器(STRIKES)、数据链路气象(WEATHER)、辅助HSI等。

参考图8，提供了本发明总体构思的另一实施例。在图8(a)和(b)中，显示器包括三个窗口，即略图布局。在图8(a)中，在左上窗口中显示辅助姿态指示符视图，在右上窗口中显示专用地形视图，在底部窗口中显示VFR导航图视图。左上窗口可用于显示以下视图之一：地形(TERR)、交通(TRFC)、闪电传感器(STRIKES)、辅助航空地平仪等。右上窗口可用于显示以下视图之一：地形(TERR)、交通(TRFC)、闪电传感器(STRIKES)等。底部窗口可用于显示以下视图之一：导航图(NAV MAP)、地形(TERR)、交通(TRFC)、闪电传感器(STRIKES)、数据链路气象(WEATHER)等。

本发明的总体构思还提供了在飞机的主飞行显示器(PFD)和/或多功能飞行显示器(MFD)上可找到的海拔高度标尺带上的不同形状标记。标记协调工作，以提供例如500英尺、200英尺和飞行员希望的或“目标”海拔的飞行员数据。

提供了本发明总体构思的方法。向装置中输入目标海拔。在数据库中存储目标海拔。基于与已经输入到装置中并存储在数据库中的目标海拔的预定偏差计算一个或多个警示海拔高度。显示与警示海拔高度对应的一个或多个标记。

在一些实施例中，在航空电子装置显示屏上显示标记。在一些实施例中，显示标记以对应于电子海拔高度标尺带。在一些实施例中，在数据库中存储预定偏差。在一些实施例中，用户能够修改预定偏差，从而选择他或她自己的警示标记。在一些实施例中，预定偏差是预设的，不能修改。例如，并非加以限制，一个实施例包括预设在目标海拔高度以上500英尺的预定偏差(和警示标记)。在另一个范例中，将预定偏差(和警示标记)预设在目标海拔高度以上的200英尺。在一个实施例中，本发明的总体构思包括与仅一个警示海拔对应的仅一个标记。

参考图9中的表格，本发明总体构思的一个实施例包括500英尺标记(绿色标记)、200英尺标记(黄色标记)和目标标记(橙色或红色/黄色条纹标记)。

参考图10，示出了PFD，沿着顶部窗口的右侧具有海拔高度标尺带。图10中所示范例中的目标(最低)海拔高度是5520英尺。图10示出了朝向大于海拔高度标尺带顶部的目标(6020英尺)500英尺的标记(绿色三角形)。图10还示出了大于目标(5720英尺)200英尺处的第二标记的顶部(空心黄色三角形的顶部)，三角形标记会向下延伸到大于目标(5620英尺)100英尺。图10中未示出，但在5520英尺目标(最低)海拔高度处会包括第三标记(橙色或黄色/红色条纹三角形)。

基于参考海拔高度的重要性，例如飞行中水平、进场着陆最低气象条件等，与目标海拔高度位移不同，标记或警示可以是不同形状和/或颜色。在一个实施例中，标记沿着包括警示海拔的一定范围海拔延伸。在一个实施例中，标记沿着从目标海拔高度以上200英尺到目标海拔高度以上100英尺的范围延伸。在一个实施例中，标记为梯度或三角形，随着目标海拔高度越来越接近，变得对于用户而言越来越明显。在一个实施例中，标记之一对应于电子海拔高度标尺带上的目标海拔高度。

本领域的技术人员将认识到，很多不同标记都是可能的。例如，标记可以包括听觉警示，像音调或警铃。标记可以包括视觉警示，像闪光。标记可以既包括听觉又包括视觉警示。

本发明总体构思的示范性实施例被实现为计算机可读介质上的软件算法，例如计算机可读代码。例如，可以在数据库中存储目标标记及其形状、颜色、轮廓线、实心、重影、透明度和/或其它等特性，使得根据用户的请求，该设置请求与目标海拔高度相关的信息。根据输入的数据，本发明的总体构思将确定要在屏幕上显示的目标标记及其特性。

本发明的总体构思还涉及一种航空电子装置显示器，其具有多等级的地形数据库分辨率，从装置显示屏上显示的一个范围平稳过渡到装置显示屏上显示的第二范围。在一个实施例中，利用全球定位系统(GPS)跟踪飞机的位置并且定期地，优选大约每5分钟，更新一次。在数据库中存储多等级的地形数据库分辨率。在示范性实施例中，在位于装置卡片槽中的可移除SD存储卡上存储地形数据库分辨率数据库。在更新飞机的位置时，检索来自地形数据库分辨率数据库的具体数据并且存储于随机存取存储器(RAM)中。

本发明的总体构思在RAM中存储来自针对用于每种分辨率的设置的每种的数据库的填充显示屏所需的所有地形数据。从地形数据库分辨率数据库检索并且存储于RAM中的数据基于飞机的位置并且受限于范围(即，与飞机的距离)。根据地形数据库分辨率的等级，检索更大或更小范围的数据并且在RAM中存储。对于较短的范围(即，放大)将检索较高地形数据库分辨率数据集，对于较大的范围(即，缩小)将检索较低地形数据库分辨率数据集。在从地形数据库分辨率数据库检索数据并且在RAM中存储时，检索与多等级地形数据库分辨率的每个等级相关的数据，每个等级包括不同的范围。于是，在任何给定时间，RAM将存储飞机位置周围同心圆中的地形数据，最高分辨率数据是最接近飞机位置的地形数据同心圆，最低分辨率数据是距飞机位置最远的地形数据同心圆。由于飞机的位置随着时间变化，所以要丢弃RAM上存储的数据和/或用来自地形数据库分辨率数据库的更新地形数据替代。

在装置显示器上显示地形信息。向图形处理器提供来自RAM的一种范围和分辨率等级的地形数据。基于屏幕尺寸、屏幕形状、要在屏幕上显示的范围和其它因素确定向图形处理器提供哪个等级的分辨率和范围。图形处理器基于屏幕尺寸、形状和其它因素处理和优化(缩小、扩大、外推或以其它方式)用于显示的数据。例如，如果屏幕上要显示的范围非常致密或非常接近飞机的位置，那么使用最高等级的地形分辨率和最短范围的地形数据。另一方面，如果要在屏幕上显示大的范围，那么使用低等级的地形分辨率和更长范围的地形数据。例如，一个实施例包括五个(5)等级的分辨率300、90、30、9和3角秒，这些等级分辨率的每一个都被键控到屏幕上范围的等级。

在范围之间缩放时，本发明的总体构思实现了从较低分辨率到较高分辨率的平滑过渡，和/或反之亦然，即，从较低分辨率到较高分辨率，而不是阶跃跳动功能。为屏幕上的若干显示特征，包括地形，提供了平滑过渡，而不是仅仅跳跃到下一个范围。换言之，由于地形是以第一屏幕分辨率由用户显示和观察的，用户可能希望以更高的屏幕分辨率观看地形并且切换控制器以选择和过渡到更高屏幕分辨率。

为了在装置显示器上显示的范围之间过渡(即，放大或缩小)，本发明的总体构思实施了平滑的缩放功能。平滑缩放功能利用逐渐增大或减小增量来增大(或减小)屏幕上显示的范围。如果最优图形显示需要，算法的地形分辨率部分在过渡期间的一些点瞬时且动态地从一个地形数据库分辨率数据库切换到下一个(根据放大还是缩小，向上或向下切换)。增量范围增大(或减小)在恒定时间间隔上作为衰减滤波函数而变化。例如，如果增量范围的增加(或减小)随着时间恒定(即，每秒钟增加或减小1海里)，那么衰减滤波函数是线性的。在其它范例中，递增范围增加(或减小)在恒定时间内是指数的或双指数的。例如，如果用户在10hm的固定范围设置处开始并且通过接下来的2个固定设置，15nm和20nm增加范围，本发明的总体构思将一开始以1nm的小步长，在接近20nm屏幕分辨率时以几nm/sec的步长平滑地从10hm增加到20nm。算法的地形分辨率部分将在范围通过16nm时瞬间从3角秒的地形数据库分辨率切换到9角秒的地形数据库分辨率。该过渡对于用户呈现为平滑的缩放。

本发明的总体构思在RAM中存储以飞机位置为中心的地形数据，加上屏幕边缘附近的缓冲量，允许飞机以对于其设备而言最大的保证速度运动，并且提供充分量的时间以从数据库提取下一组地形数据。在一个实施例中还包括地图平移特征，使得RAM中存储的地形数据库分辨率数据基于用户提供的坐标而不是飞机的位置。坐标是通过输入具体坐标；平移地图在显示屏上的位置或通过其它已知或下文中披露的方法人工提供的。

这种算法的优点是其存储器效率非常高，仅使用存储必须在所有范围显示的内容所需的存储器。替代方案是牵引出并在图像存储器中具有针对整个地球的所有分辨率的地形数据，仅仅访问并显示选择的内容。在嵌入式航空电子系统中这是不切实际的。

在航空电子学设备中，尺寸、功率、重量和处理速度是关键的。希望提供重量最小、消耗功率最少的元件，并且立即或至少在短时间内产生和显示数据，从而根据需要为飞行员供应必要的信息。航空电子设备中使用的嵌入式硬件和软件系统没有台式计算机那样大量存储器和处理能力的优点。此外，必须要向机组人员显示数据而没有太多延迟。

在一个实施例中，地形分辨率数据库存储在可移除存储装置中，例如安全数字(SD)存储卡中，从该数据库检索数据并暂时存储在RAM中。在其它实施例中，在内部硬盘驱动器或其它不可移除存储装置；航空电子装置外部但可操作地连接到航空电子装置的其它硬件中存储地形数据库；或经由传输，例如XM卫星接收地形数据库。

应该认识到，这里描述的本发明总体构思可以，并且在某些实施例中实际是结合如下申请中所述的任何或所有总体发明构思使用的：美国临时专利申请No.61/228,610，题为“Reversionary Architecture System andMethod”；No.61/228,603，题为“Pitot Pressure Sensing System andMethod”；No.61/228,601，题为“LCD Display Dimming System and Method”；No.61/228,608，题为“Information Page Selection System and Method”；No.61/228,599，题为“Altitude Marker System and Method”；No.61/228,598，题为“Multifunction Avionics Display User  InterfaceMethod”；和No.61/228,597，题为“Dynamic Topography Resolution Systemand Method of Display”，所有六个申请都提交于2009年7月26日；以及美国临时专利申请No.61/367,041，题为“Avionics Display”，和No.61/367,058，题为“Avionics Display”，两个申请都提交于2010年7月23日，在此通过引用将其整个公开并入这里。

本发明的总体构思提供了涉及用于航空电子装置等的显示器的系统和方法。

本发明的总体构思提供了连接到航空电子装置(等)的控制器和包括α混合性能的图形处理器的显示器。

图形处理器的α混合性能使得能够经由利用覆盖于上次硬件调光步骤上的不鲜艳色彩有效地使显示器变暗来对显示器调光。

换言之，本发明的总体构思允许显示器的调光越过显示器所连接的其它硬件的最低调光设置。同时，本发明的总体构思降低了显示器眩光和/或允许不改变被显示项目的颜色就进行显示器调光。

本发明总体构思的示范性实施例被实现为计算机可读介质上的软件算法，例如计算机可读代码，例如存储在图1的航空电子装置和/或如下申请中所示和所述航空电子装置的存储器中的固件：2010年7月23日提交的美国临时专利申请No.61/367,041，题为“Avionics Display”，或2010年7月23日提交的美国临时专利申请No.61/367,058，题为“AvionicsDisplay”(在此通过引用将其整个公开并入这里)。例如，图1中所示的装置α混合性能存储在数据库中，从而应用户对显示器44调光的请求，或应自动调光子例程的请求，图形处理器提取数据库中存储的多个混合选项之一并产生比请求前数据显示更暗的适当数据显示。

图1示出了本发明总体构思的航空电子装置的示范性实施例，其具有显示器、屏幕44、旋钮9、13和按钮1、2、3、4、5、6、7、8、10、11、12，以控制装置的各种功能，包括，但不限于显示屏44的亮度。图1的装置包括屏幕44右方的五个热键4、5、6、7和8，可用于开关各种特征。每个热键4、5、6、7和8的功能由屏幕44上位置68处每个按钮左方的标签指示。热键上方另外三个按钮控制着进出主菜单3、设置和/或调节图范围2和复原或人工功率控制1。图1的装置还包括自动调光光电单元14和microSD卡槽15。

在图1中所示的实施例中，显示屏44是背光式LCD。在一个这样的实施例中，背光方案利用了一个或多个LED。LED包括LED驱动器以为背光硬件供电，所述背光硬件包括亮度的动态范围，其包括最高亮度水平和最低亮度水平。最低亮度水平表示使用驱动LCD背光中使用的LED所需的一般最低量功率产生的亮度。可以由图1的航空电子装置上的一个或多个按钮或旋钮控制硬件的亮度动态范围，按钮或旋钮向装置的处理器提供输入，处理器控制硬件亮度(例如，通过控制供应给背光的功率水平)，和/或也可以由自动调光子例程自动控制亮度动态范围，所述子例程存储在装置的固件中并且由装置的控制处理器访问以控制显示器的亮度。装置的控制处理器可操作地连接到装置的屏幕44以控制背光亮度水平和/或供应给背光驱动器和光电单元14的功率，以向控制处理器提供关于装置周围环境光条件的数据输入。控制处理器基于数据库中存储的硬件目标亮度水平值，利用自动调光子例程中的环境光数据自动调节背光的亮度水平，可以由处理器访问数据库，目标亮度水平值对应于光电单元14测量的环境光值。要认识到，与数据库中的具体环境光值相关联的硬件目标亮度水平值可以是编写到装置中的值，或者可以经由用户的输入存储在数据库中。在一个优选实施例中，基于用户针对具体环境光值选择的优选亮度水平由处理器中的子例程产生硬件目标亮度水平值。在这样的实施例中，子例程在数据库中存储针对具体环境光值的优选亮度水平值，并且利用该优选亮度水平值，通过将优选亮度水平值增加或减小与环境光值变化成比例的量来填充针对所有其它环境光值的优选亮度水平值。

在上文参考图1所述的航空电子装置实施例中，在可以由装置的控制处理器访问的数据库中存储可以由装置的背光硬件获得的最低亮度水平。在自动调光实施例中，数据库是与存储优选亮度水平值的数据库相同的数据库。在另一个实施例中，利用独立的数据库存储最低亮度水平。一旦硬件目标亮度水平达到背光可获得的最低亮度水平并且(通过自动调光子例程或通过经一个或多个按钮/旋钮的用户输入)请求进一步降低亮度，处理器就激活图形处理器以进一步减小显示器的亮度水平。要认识到，图形处理器和装置处理器可以是单个处理器硬件部件的多个子例程，或者可以是多个硬件部件。

通过中性色(例如黑色、灰色、褐色等，优选是总体上过滤掉光的所有色彩的颜色)的透明覆盖(前景)将显示器的亮度水平降低到硬件可获得的最低亮度，利用图形处理器的α弯曲过程子例程将该透明覆盖与图1的装置显示的航空电子学信息的背景图像(例如导航图(NAV图)、地形(TERR)、交通(TRFC)、WX-500(STRIKES)、数据链路气象(WEATHER)、辅助HSI等)组合。中性色覆盖针对给定亮度水平在显示器44的每个像素间使用相同的颜色，从而在整个屏幕上将亮度水平降低到低于最低硬件亮度水平以下相容的量。图形处理器访问针对中性色覆盖的所存储不透明(或透明)值的数据库，该覆盖对应于用户输入(经由控制旋钮/按钮)或自动调光子例程请求的亮度水平。由于请求的亮度水平降低到最低硬件亮度水平以下，在整个显示器44中覆盖图的不透明度迭代地从0％增加到100％(或半透明度迭代地从100％降低到0％)并且与背景图像α混合。随着覆盖图的不透明度增大，从显示器44输出的亮度水平减小，同时背光的亮度水平保持不变。通过减小不透明度增加亮度水平。

应该认识到，这里描述的本发明总体构思可以，并且在某些实施例中实际是结合如下申请中所述的任何或所有总体发明构思使用的：美国临时专利申请No.61/228,608，题为“Information Page Selection System andMethod”；No.61/228,599，题为“Altitude Marker System and Method”；No.61/228,598，题为“Multifunction Avionics Display User InterfaceMethod”；No.61/228,597，题为“Dynamic Topography Resolution Systemand Method of Display”；No.61/228,610，题为“ReversionaryArchitecture System and Method”；和No.61/228,603，题为“PitotPressure Sensing System and Method”，所有六个申请都提交于2009年7月26日，在此通过引用将其整个公开并入这里；还有美国临时专利申请No.61/367,041，题为“Avionics Di splay”，和No.61/367,058，题为“AvionicsDisplay”，两个申请都提交于2010年7月23日，在此通过引用将其整个公开并入这里。

本发明总体构思的示范性实施例被实现为计算机可读介质上的软件算法，例如计算机可读代码，例如存储在上述航空电子装置的固件中。可以将本发明总体构思的各种其它实施例实现为计算机可读介质和/或计算机可读记录介质(下文统称为“计算机可读记录介质”)上的计算机可读代码。计算机可读记录介质可以包括适于存储之后可以由计算机系统读取的数据的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的范例包括，但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光数据存储装置和载波(例如通过因特网的数据传输)。计算机可读记录介质也可以分布在网络耦合的计算机系统上，从而以分布式方式存储和执行计算机可读代码。本发明总体构思的各实施例也可以实现于硬件中或硬件和软件的组合中。尽管这里结合航空电子装置进行描述，但要认识到，本发明构思也可以实现于利用可调节显示亮度的显示器的任何装置中，包括，但不限于背光显示器，例如LCD显示器(包括任何类型的背光方案)、LED显示器、CRT等。此外，要认识到，尽管在这里所述的实施例中，结合应将亮度(例如LCD的背光亮度)控制使用本发明的改变不鲜明色覆盖图亮度控制的方面，但改变不鲜明色覆盖图亮度控制可以，并且在某些实施例中，充当装置的唯一亮度控制。再者，要认识到，尽管在这里所述的实施例中，在已经获得最低硬件亮度水平之后启动本发明构思的改变中性色覆盖图亮度控制的方面，可以，并且在一些实施例中确实是在硬件亮度调光步骤之间启动改变中性色覆盖图亮度水平的，作为硬件可获得的亮度水平之间的平滑亮度调光过渡。

本发明的总体构思提供了涉及用于电子主飞行显示器或等价安全等级的逆转或备份架构的系统和方法。

参考图11，本发明的总体构思提供了具有两个电子显示器10、20的系统，两个显示器操作同样的硬件和软件，其中可以在安装时配置显示器的功能，且其中每个显示器都具有集成的飞行数据计算机和姿态航向基准计算机(“姿态计算机”)，或连接到外部的飞行数据和姿态计算机。优选地，两个显示器10、20之一被配置为主飞行显示器，另一个被配置为多功能显示器(MFD)。例如，航空电子显示器可以包括美国专利申请No.11/773,419中公开的电子飞行数据显示仪表，在此通过引用将其整个公开并入这里。要认识到，可以将用于每个显示器的飞行数据计算机和姿态航向基准计算机一起集成到每个独立显示器中，或者它们可以是由每个显示器使用的独立计算机。此外，要认识到，可以针对执行两个计算机的功能和/或运行所述显示器必要的其它处理器功能的每个显示器利用单个计算机处理器。可以结合用于执行每个显示器的其它功能的独立飞行数据和姿态计算机使用其它独立的计算机、处理器或其它硬件(对于每个处理器是独立的)。此外，在一些实施例中，每个显示器的飞行数据计算机和姿态计算机包括由单个处理器执行的子例程或功能。

在配置成主飞行显示器时，本发明的总体构思具有单一运行模式。在配置为多功能显示器时，本发明的总体构思具有至少两个运行模式，其一是作为主飞行显示器，可以经由单一飞行员动作或经由自动过渡访问。

两个显示器10、20通过通信连接30彼此相互通信，以共享基本信息，例如飞行员设置和单元健康(unit health)状况，或可以通过一个显示器确定或获得并且由其它显示器使用的其它数据或信息。这种连接可以通过有线或无线数据通信，可以使用行业标准的接口，例如RS232、ARINC429、USB、以太网、蓝牙、802.11等。数据交换可以包括，但不限于诸如单元健康、故障、飞行员配置的显示设置、心跳等项目。安装在飞机中的显示器10、20允许拆除规定通常需要的冗余机械指示仪表。提供备份能力的MFD显示器不必连续显示基本飞行信息，只要该信息保持可经由单个飞行员动作访问即可。

每个显示器10、20由彼此独立的电源50、60供电。例如，第一显示器10被配置成PFD，并由第一电源50供电，第二显示器20被配置成MFD(具有逆转的PFD备份能力)并由第二电源60供电，第一电源50独立于第二电源60。在一个实施例中，这是利用由显示器头充电的专用外部电池50、60完成的。在第二实施例中，将利用不同的飞机交流发电机或为不同电力公共汽车供电的发电机完成这个任务。在第三实施例中，可以通过从紧急总线和电池运行来完成这个任务，所述电池由可以与飞机主总线隔离的单个交流发电机或发电机供电。

针对每个显示器独立的电源和其它硬件(即，飞行数据计算机和姿态计算机)允许显示器彼此独立地工作，使得任一显示器执行关键功能都不取决于另一显示器。如果一个显示器熄灭，另一个不受影响。尽管如此，要认识到，在两个显示器都正常工作时，可以在两个显示器之间共享信息/数据和/或其它资源。如果显示器之一的姿态和航向参考系统失效，另一显示器的其它姿态和航向参考系统不受影响。在一些实施例中，如果MFD的姿态和航向参考系统失效，MFD可以使用来自PFD的航向数据用于非关键功能。在一些这样的实施例中，如果PFD的姿态和参考航向系统失效，MFD将进入逆转模式。

在一些实施例中，本发明的总体构思包括输入装置，以将显示器的配置从MFD改变为PFD。例如，输入装置可以是专用按钮或热键按钮。通过这种方式，单个飞行员的动作，按下按钮，会实现立即逆转到PFD，从而满足FAA的要求。

在一些实施例中，通信连接30沟通每个显示器的姿态(或被用于发送每个显示器的姿态或探测从一个显示器到另一个显示器的状态消息的不存在)。在PFD失效的情况下，经由通信连接30向使用这种信息的MFD发送来自PFD的信息(或为了确认适当功能停止传送而传送的信息)，或缺少用于决定自动逆转到PFD配置的信息(如果MFD被编程为这样做的话)。在一些实施例中，MFD和PFD包括相同软件，其中针对每个装置的配置软件告诉或指示启动中的装置作为MFD或PFD工作，如果作为MFD，以逆转模式还是无逆转模式工作。在MFD可以逆转回PFD(自动或人工)的优选装置中，在逆转时，MFD变为PFD显示器的镜像，并处于与飞机上其它设备的接口中。

在一种配置中，多功能显示器需要飞行员的动作来切换到主飞行显示器，可以保留第三独立姿态仪表以确保无需飞行员的动作就可用到安全运行所需的信息。这种配置提供了如下优点：实现了对规定要求的缓和，规定要求在进入飞行关键阶段之前将多功能显示器配置为主飞行显示器，从而允许多功能显示器在那些飞行阶段期间继续作为这样的显示器工作。

在另一种配置中，多功能显示器能够在探测到配置为主飞行显示器的显示器失效后自动切换到主飞行显示器，从而不安装第三独立姿态仪表。

在又一配置中，不需要第三独立姿态指示器，需要飞行员的动作以将多功能显示器切换到主飞行显示器。在每种配置中，规定通常需要的冗余的飞行速度和海拔仪表都未安装。

本发明总体构思的示范性实施例被实现为计算机可读介质上的软件算法，例如计算机可读代码，例如存储如下申请中所示和所述航空电子装置的存储器中的固件：2010年7月23日提交的美国临时专利申请No.61/367,041，题为“Avionics Display”，或2010年7月23日提交的美国临时专利申请No.61/367,058，题为“Avionics Display”(在此通过引用将其整个公开并入这里)。例如，可以在数据库中存储设置流程，使得应用户请求，该设置请求信息允许用户向显示器10、20分配功能。根据输入的数据，本发明的总体构思将向显示器10、20之一或两者分配功能。

为了确保系统的完整性、充分的冗余性和所用飞行数据的可靠性，本发明构思的一些实施例可操作地连接到两个皮托压力系统，每个独立于另一个工作，从而确保在单个皮托管系统故障的情况下皮托压力系统数据的至少一个可靠来源。在本发明构思的其它实施例中，在显示器10、20之一或两者上显示的飞行数据是从单个皮托压力系统获得的，从而对系统的完整性和其中依赖的飞行数据提出疑问。对于采用单一皮托压力系统的实施例，推荐如下所述本发明总体构思的变化和子组合以提供足够的冗余和备份。虽然如此，但要认识到，采用单一皮托压力系统的一些实施例将利用上文参考图11所述的本发明总体构思的变化和子组合，而不利用下文参考图12所述的本发明总体构思的变化和子组合。

本发明的总体构思提供了系统和方法，由此利用独立的不相似信息探测不可靠的飞机皮托压力感测系统(包括皮托管或静压测量管)的堵塞或故障并加以校正，从而能够使用飞机皮托压力信息以执行关键飞行功能。本发明的总体构思采用多个不相似的传感器输入以计算关键飞行参数或安排关键飞行系统的性能或运行。在轻型飞机中执行的关键功能的一个范例是飞机姿态的计算和显示。

与电子飞行显示器相关的现代认证规则要求安装至少两个姿态信息源，使得在飞机发生任何单一故障之后，姿态数据的一个可靠显示器保持可用，且单一故障不能提供关于超过一个显示器的同时误导数据。

现代低成本姿态航向参考系统采用数学过程，通过数学过程，利用低成本传感器数据的组合，包括来自飞机皮托管传感器的信息获得姿态。为了安装超过一个这样的姿态感测平台，需要实现一种模块以确保任何单一故障都不能导致所有姿态数据的损失，或在超过一个显示器上呈现误导数据。

对于皮托管数据而言，大部分轻型飞机仅包括单一皮托管系统，因为增加第二皮托管系统成本高得难以承受。依赖于针对关键系统的皮托管数据的更大飞机通常用两个或三个独立的皮托管系统来保证，这对其设计增加了成本和复杂性，在与这种更大飞机相关联的总成本中更容易吸收这种情况。在单皮托管系统中，确保单一故障不导致姿态数据丢失或呈现误导数据需要开发一种模块，以探测单皮托管感测系统的关键故障，例如可能由于无意中遭遇飞行中结冰情况而在飞行中发生的故障。

本发明的总体构思比较来自测量飞机地速的装置的信息，这样的装置例如是GPS接收机(或惯性导航系统、多普勒雷达系统或类似系统)。将飞机地速与皮托压力和/或空中速度比较并且相关联，以判断皮托压力(或皮托管系统的静压)是否已经出错。在监测仪判定皮托管(或静)压力错误时，向依赖于正确皮托压力的下游关键系统通知数据可能有错，使得它们能够酌情被标记为无效或过渡到故障安全工作模式。

本发明的总体构思比较地速与计算的指示空速以判断是否根据一个数据类型飞机在飞行中，而根据另一数据类型飞机不在飞行中。在这种情况下，如前所述将皮托管数据标记为无效。

例如，在多个ADAHRS架构的情况下，其中姿态解取决于可靠的空速数据输入，可以，并且在某些实施例中确实使用感测的皮托压力输入故障或劣化来将姿态解标记为无效或“硬失效”。通过这种方式，不向飞行员同时呈现误导姿态的两个显示。

在另一个实施例中，姿态方案能够过渡到替代辅助源，例如利用空速的代用值取代关键空速输入，代用值例如是独立获得的飞机地速，即“软故障”。

又一实施例向ADAHARS解中代入固定的空速输入作为实际空速的代用值。在这种情况下，通过这种方式选择固定空速，以确保姿态系统性能的任何劣化都不是不安全的，例如“固定故障”“故障安全”。

可以使用本发明的其它实施例来检测并且缓解故障空速输入对其它关键飞行系统的影响，关键飞行系统例如是包络保护系统(例如振杆器、推进器、方向舵助力操纵装置等)、人工感知系统、襟翼动作筒调度系统、配平致动机构调度系统、自动驾驶仪传动比调度系统和/或FADEC控制调度系统。

^<1>大多数皮托管包括加热器，以防止形成冰并阻塞皮托管。不过，飞行员常常在潜在的结冰状况下会忘记打开加热器，从而形成冰。在激活加热器时，假设加热器未发生故障，冰会熔化，恢复正规系统运行。

在使用中，如图2中所示，将第一数据10和与第一数据10不相似的第二数据20发送到比较器30。在一个实施例中，所有数据在被关键系统使用之前都通过比较器30。在这样的实施例中，所有的关键系统都在比较器下游。在另一个实施例中，将数据并行馈送到关键系统和比较器30。

比较器30连接到数据库60，从而可以对第一数据10和第二数据20进行分类并且彼此比较以及与理想数据比较，理想数据存储在数据库60中。比较器30比较第一数据10和第二数据20，以判断第一数据10或第二数据20是否有错。如果第一数据10或第二数据20之一出错，比较器可以修改错误数据，向用户提供数据可能有错的通知，或令使用数据的其它系统进入硬故障、故障安全或固定故障状态。例如，在一些实施例中，所有数据在被提供到关键系统之前都通过比较器，比较器将更改错误数据。在其它实施例中，并行向比较器30和关键系统提供数据，比较器将令使用数据的系统进入硬故障、故障安全或固定故障状态(即，比较器采取动作以减轻故障空速输入的效果)。可以预见到，可以在第一显示器40或第二显示器50上显示通知。

应该认识到，这里描述的本发明总体构思可以，并且在某些实施例中实际是结合如下申请中所述的任何或所有总体发明构思使用的：美国临时专利申请No.61/228,608，题为“Information Page Selection System andMethod”；No.61/228,599，题为“Altitude Marker System and Method”；No.61/228,598，题为“Multifunction Avionics Display User InterfaceMethod”；No.61/228,597，题为“Dynamic Topography Resolution Systemand Method of Display”；2009年7月26日提交的No.61/228,601，题为“LCD Display Dimming System and Method”，所有五个申请都提交于2009年7月26日，在此通过引用将其整个公开并入这里；还有2010年7月23日提交的美国临时专利申请No.61/367,041，题为“AvionicsDisplay”，和No.61/367,058，题为“Avionics Display”，两个申请都提交于2010年7月23日，在此通过引用将其整个公开并入这里。

本发明总体构思的示范性实施例被实现为计算机可读介质上的软件算法，例如计算机可读代码。可以将本发明总体构思的各种其它实施例实现为计算机可读介质和/或计算机可读记录介质(下文统称为“计算机可读记录介质”)上的计算机可读代码。计算机可读记录介质可以包括适于存储之后可以由计算机系统读取的数据的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的范例包括，但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光数据存储装置和载波(例如通过因特网的数据传输)。计算机可读记录介质也可以分布在网络耦合的计算机系统上，从而以分布式方式存储和执行计算机可读代码。本发明总体构思的各实施例也可以实现于硬件中或硬件和软件的组合中。

可以将本发明总体构思的各种其它实施例实现为计算机可读介质和/或计算机可读记录介质(下文统称为“计算机可读记录介质”)上的计算机可读代码。计算机可读记录介质可以包括适于存储之后可以由计算机系统读取的数据的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的范例包括，但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光数据存储装置和载波(例如通过因特网的数据传输)。计算机可读记录介质也可以分布在网络耦合的计算机系统上，从而以分布式方式存储和执行计算机可读代码。本发明总体构思的各实施例也可以实现于硬件中或硬件和软件的组合中。

于是，尽管已经在附图中示出了并在上文中结合当前认为是本发明最实际且优选实施例的内容具体而详细地充分描述了本发明总体构思，但对于本领域的普通技术人员显而易见的是，可以对其做出很多修改而不脱离这里阐述的原理和概念，包括，但不限于，尺寸、材料、形状、形式、概念和工作方式、组装和使用的变化。

还要理解，以下权利要求意在覆盖这里所述的本发明的所有一般和具体特征，作为语言的问题，对本发明范围的所有表述都可以说落在其间。因此，本发明总体构思的适当范围应当仅由所附权利要求的最宽解释来确定，以便涵盖与图中所示和说明书所述那些相当的所有这样的修改以及所有关系。

最后，要认识到，所附摘要的目的是为了使美国专利商标局和不熟悉专利或法律术语或措辞的一般公众，尤其是科学家、工程师和本领域的从业者能够从粗略的观察迅速确定申请的技术公开的性质和实质。因此，摘要既不是要界定本发明或申请，也不是要以任何方式限制本发明的范围，本发明仅由权利要求度量。

Claims (71)

1.一种在航空电子装置显示器上显示信息的方法，所述方法包括如下步骤：

在所述装置显示器上显示可选项目，所述项目包括与所述项目相关的信息；

维护可选项目的动态可变数据库，所述数据库能够由所述装置的控制处理器访问；

动态地更新所述数据库以包括仅在预定区域之内的可选项目；

动态地更新所述预定区域；

使得以顺序方式选择所述动态可变数据库的项目；

选择期望项目；以及

显示与所选择的所述项目相关的所述信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述动态地更新所述数据库排除所述预定区域之外的项目。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定区域对应于所述装置显示器上的可观看区域。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定区域对应于所述显示装置的位置。

5.根据权利要求1所述的方法，其中更新所述数据库包括：修改可选择的所述项目中的一个或多个或与可选择的所述项目相关的所述信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其中更新所述数据库包括：删除可选择的所述项目中的一个或多个或与可选择的所述项目相关的所述信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其中更新所述数据库包括：添加可选择的所述项目中的一个或多个或与可选择的所述项目相关的所述信息。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述使得能够选择的步骤是通过旋转控制旋钮在数据库中正向和反向递增进行的。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述使得能够选择的步骤是通过按下控制旋钮在数据库中递增进行的。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述信息是从源获得的，其中所述源是从包括如下项的组中选择的：导航图(机场、管制空域、专用空域、导航辅助设备、人文特征、地理特征)、METAR、AIRMET/SIGMET和TFR气象页。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述信息是从所述航空电子装置之内内部存储的源获得的。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述信息是从存储于相对于所述航空电子装置的远方位置的源获得的。

13.一种在航空电子装置显示器上显示信息的方法，所述方法包括如下步骤：

选择装置显示器配置，其中所述装置显示器能够被配置成同时显示一个或多个片块，每个片块能够独立于其它显示的片块运行功能，并且每个片块能够实时更新显示的信息；

关联针对一个或多个片块中的每一个的功能；以及

在所述装置显示器上显示所述一个或多个片块。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述配置包括2或3个片块。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述功能是从包括如下项的组中选择的：导航图(NAV图)、地形(TERR)、交通(TRFC)、闪电传感器(STRIKES)和数据链路气象(WEATHER)。

16.根据权利要求13所述的方法，其中第一片块限于第一组预定功能选项，第二片块限于第二组预定功能选项。

17.根据权利要求13所述的方法，其中第一片块限于第一组预定功能选项，第二片块限于第二组预定功能选项，且第三片块限于第三组预定功能选项。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一组预定功能选项包括地形(TERR)、交通(TRFC)或闪电传感器(STRIKES)，所述第二组预定功能选项包括导航图(NAV图)、地形(TERR)、交通(TRFC)、闪电传感器(STRIKES)、数据链路气象(WEATHER)或辅助HSI。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一组预定功能选项包括地形(TERR)、交通(TRFC)、闪电传感器(STRIKES)或辅助姿态仪器；所述第二组预定功能选项包括地形(TERR)、交通(TRFC)或闪电传感器(STRIKES)；并且所述第三组预定功能选项包括：导航图(NAV图)、地形(TERR)、交通(TRFC)、闪电传感器(STRIKES)或数据链路气象(WEATHER)。

20.一种在航空电子装置显示器上显示信息的方法，所述方法包括如下步骤：

接收目标海拔高度作为所述装置的输入数据；

在所述装置可访问的数据库中存储所述输入数据；

基于与所述目标海拔高度的一个或多个预定偏差来计算警示海拔高度；以及

在所述装置显示器上显示与所述警示海拔高度对应的一个或多个标记。

21.根据权利要求20所述的方法，其中在航空电子装置显示器上显示所述一个或多个标记。

22.根据权利要求21所述的方法，其中与电子海拔高度标尺带对应地显示所述一个或多个标记。

23.根据权利要求20所述的方法，其中所述预定偏差存储于数据库中。

24.根据权利要求20所述的方法，其中所述预定偏差能够被用户修改。

25.根据权利要求20所述的方法，其中所述预定偏差是预设的。

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述预定偏差之一被预设在大于所述目标海拔高度500英尺。

27.根据权利要求25所述的方法，其中所述预定偏差之一被预设在大于所述目标海拔高度200英尺。

28.根据权利要求20所述的方法，其中在所述装置显示器上显示与所述警示海拔高度对应的一个或多个标记包括：仅显示与仅一个警示海拔高度对应的一个标记。

29.根据权利要求20所述的方法，其中所述一个或多个标记之一沿着包括所述警示海拔高度的海拔高度范围延伸。

30.根据权利要求27所述的方法，其中所述一个或多个标记之一沿着从大于所述目标海拔高度200英尺的海拔高度到大于所述目标高度100英尺的海拔高度的范围延伸。

31.根据权利要求29所述的方法，其中所述一个或多个标记包括梯度，以便在越来越接近所述目标海拔高度时变得对用户而言越明显。

32.根据权利要求20所述的方法，其中所述一个或多个标记之一对应于所述目标海拔高度。

33.根据权利要求20所述的方法，其中所述一个或多个标记包括听觉警示。

34.根据权利要求20所述的方法，其中所述一个或多个标记包括视觉警示。

35.根据权利要求20所述的方法，其中所述一个或多个标记包括听觉警示和视觉警示。

36.一种在航空电子装置显示器上显示信息的方法，所述方法包括如下步骤：

从数据库检索地形数据，其中所述地形数据包括多种地形分辨率，每种地形分辨率包括地理范围；

在RAM中存储所述地形数据；

优化具有一种地形分辨率的地形数据以在装置显示屏上显示；以及

在所述装置显示屏上显示具有所述一种地形分辨率的优化地形数据。

37.根据权利要求36所述的方法，还包括：

监测飞机的位置；以及

更新RAM中存储的所述地形数据，以包括位于相对所述飞机的位置预定范围之内的地形数据。

38.根据权利要求37所述的方法，其中每种地形分辨率的每个地理范围都包括相对于所述飞机的所述位置的预定范围。

39.根据权利要求37所述的方法，其中以规则的间隔进行存储于RAM中的所述地形数据的所述更新。

40.根据权利要求39所述的方法，其中所述规则的间隔包括5分钟的间隔。

41.根据权利要求36所述的方法，还包括：

根据时间函数递增地从第一屏幕分辨率过渡到第二屏幕分辨率。

42.根据权利要求41所述的方法，其中所述时间函数在恒定时间内是线性的、指数的或双指数的。

43.根据权利要求41所述的方法，其中在从所述第一屏幕分辨率过渡到所述第二屏幕分辨率时，所述优化所述一种地形分辨率的地形数据切换到优化第二地形分辨率的地形数据；并且

所述显示所述一种地形分辨率的优化地形数据切换到显示所述第二地形分辨率的优化地形数据。

44.一种装置显示器的调光方法，所述方法包括如下步骤：

在所述装置显示器上以第一亮度水平产生数据的背景显示；

接收以不同于所述第一亮度水平的第二亮度水平显示所述数据的请求；

确定与所述第二亮度水平对应的中性色覆盖图的不透明度值；以及

通过α混合来组合所述不透明度值的中性色覆盖图与所述背景，以获得用于所述显示器的所述第二亮度水平。

45.根据权利要求44所述的方法，其中在所述航空装置显示器的每个像素上将所述不透明度值与所述背景组合。

46.根据权利要求44所述的方法，其中所述中性色覆盖图的不透明度值存储在与对应于所述第二亮度水平的值相关联的数据库中。

47.根据权利要求44所述的方法，其中以第二亮度水平显示数据的所述请求是来自用户的请求。

48.根据权利要求47所述的方法，其中以第二亮度水平显示数据的所述请求是用户经由装置上的控制旋钮或按钮输入的。

49.根据权利要求44所述的方法，其中以第二亮度水平显示数据的所述请求是来自自动调光子例程的请求。

50.根据权利要求49所述的方法，其中所述装置包括用于测量所述装置周围环境光的光电元件。

51.根据权利要求44所述的方法，其中所述装置是航空电子装置。

52.根据权利要求44所述的方法，其中所述显示器是LCD显示器。

53.根据权利要求44所述的方法，其中所述显示器是背光式显示器。

54.根据权利要求53所述的方法，其中所述背光式显示器包括LED背光。

55.根据权利要求44所述的方法，其中所述第二亮度水平比所述第一亮度水平暗。

56.根据权利要求44所述的方法，其中仅在已获得最低硬件亮度水平时才执行所述确定和组合步骤。

57.根据权利要求44所述的方法，其中所述确定和组合步骤是在两个硬件亮度水平之间执行的。

1、一种航空电子系统，包括：

与第一飞行数据计算机和第一姿态计算机可操作连接的第一航空电子显示器；

与第二飞行数据计算机和第二姿态计算机可操作连接的第二航空电子显示器；以及

链接所述第一航空电子显示器和所述第二航空电子显示器的通信连接；

其中通过所述通信连接在所述第一航空电子显示器和所述第二航空电子显示器之间传送信息；并且

其中所述第一航空电子显示器和所述第二航空电子显示器的硬件功能彼此独立地运行。

2、根据权利要求1所述的航空电子系统，其中所述第一航空电子显示器与所述第一飞行数据计算机和所述第一姿态计算机集成。

3、根据权利要求1所述的航空电子系统，其中所述第一飞行数据计算机和所述第一姿态计算机是单个处理器。

4、根据权利要求1所述的航空电子系统，其中所述第一飞行数据计算机、所述第一姿态计算机和所述第一显示器的计算机是由单一处理器执行的子例程。

5、根据权利要求1所述的航空电子系统，其中所述信息包括关于飞行员设置或单元健康的基本信息。

6、根据权利要求1所述的航空电子系统，其中所述第一显示器和所述第二显示器中的每一个均连接到与另一个的电源独立的电源。

7、根据权利要求1所述的航空电子系统，其中所述第一显示器或第二显示器之一被配置为多功能飞行显示器，并且包括输入装置，以在接收到所述输入装置的预定输入时将显示器的配置改变为主飞行显示器。

8、根据权利要求7所述的航空电子系统，其中所述输入装置是所述显示器上的专用按钮，并且所述预定输入是按下所述按钮。

9、根据权利要求1所述的航空电子系统，还包括第三显示器，所述第三显示器独立于所述第一显示器和第二显示器工作，以显示姿态信息。

10、根据权利要求1所述的航空电子系统，其中所述第一显示器或第二显示器之一被配置为多功能飞行显示器，并且在通过所述通信连接从所述第一显示器和第二显示器中的另一个接收到或未接收到预定信息时自动将其配置改变为主飞行显示器。

11、根据权利要求10所述的航空电子系统，其中所述预定信息是检测到所述第一显示器或第二显示器中的另一个的故障。

58.一种航空电子系统，包括：

可操作地连接到至少两个数据源并且可操作地连接到一个或多个下游关键系统的比较器，所述数据源独立地获得关于预定飞行参数的实时飞行数据，所述下游关键系统使用关于预定飞行参数的实时飞行数据；以及

所述比较器能够访问的数据库，所述数据库包括关于所述预定飞行参数的理想飞行数据；

其中所述比较器对所述预定飞行参数进行分类并且比较来自所述至少两个数据源的数据和关于所述预定飞行参数的所述理想飞行数据，并且判断所述至少两个数据源之一是否获得错误数据；并且

其中在判定所述至少两个数据源之一获得错误数据时，所述比较器采取动作以减轻所述错误数据对利用所述数据的一个或多个关键系统的影响。

59.根据权利要求58所述的航空电子系统，其中所述理想飞行数据包括来自所述至少两个数据源之一的实时飞行数据的值，基于从所述至少两个数据源中的另一个获得的实时飞行数据将能够预计到所述值。

60.根据权利要求58所述的航空电子系统，其中来自所述至少两个数据源之一的预定飞行参数是皮托压力。

61.根据权利要求58所述的航空电子系统，其中来自所述至少两个数据源之一的预定飞行参数是地速。

62.根据权利要求58所述的航空电子系统，其中来自所述至少两个数据源之一的预定飞行参数是空速。

63.根据权利要求58所述的航空电子系统，其中来自所述至少两个数据源之一的预定飞行参数是地速，来自所述至少两个数据源中的另一个的另一预定飞行参数是空速。

64.根据权利要求58所述的航空电子系统，其中来自所述至少两个数据源之一的预定飞行参数是地速，来自所述至少两个数据源中的另一个的另一预定飞行参数是皮托压力。

65.根据权利要求58所述的航空电子系统，其中在从所述比较器向使用数据的一个或多个下游关键系统传递所述数据之前，所述比较器通过完全删除所述错误数据来改变所述错误数据。

66.根据权利要求58所述的航空电子系统，其中所述比较器的动作使得在使用所述数据的关键系统中利用代用数据代替所述错误数据。

67.根据权利要求66所述的航空电子系统，其中代用数据是从所述至少两个数据源中的另一个获得的。

68.根据权利要求66所述的航空电子系统，其中所述代用数据是从所述数据库获得的。

69.根据权利要求58所述的航空电子系统，其中所述比较器向下游关键系统提供警告通知以使所述系统能够将所述错误数据识别为错误的。

70.根据权利要求69所述的航空电子系统，其中所述下游关键系统基于对错误数据接收的识别向用户提供警示。

71.根据权利要求58所述的航空电子系统，其中在所述比较器比较来自所述至少两个数据源的所述数据与所述理想飞行数据之后，所述比较器将来自比较器的所述数据传递到利用所述数据的一个或多个下游关键系统。

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