CN104349974A - 具有作为计算机用户界面的窗的船舶 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制船舶的方法以及一种船舶，其中该船舶包括至少一个数据收集单元，其被配置为收集船舶的操作数据；至少一个控制计算机，其用于对该船舶的操作方面进行控制；至少一个窗(14，16，18))，其面朝控制中所使用的视野；和至少一个致动单元，其用于对该船舶的控制状况进行致动，其中该至少一个窗(14)包括触摸屏，其上呈现以从该数据收集单元所获得的操作数据并且能够经由其输入用于控制该船舶的控制命令。

Description

具有作为计算机用户界面的窗的船舶
技术领域
本发明涉及一种控制船舶的方法以及一种船舶。
背景技术
船舶的尺寸越来越大并且由于具有大量的用于处理各种功能的不同计算机系统而变得越来越复杂。
此外，船舶经常经由驾驶台(bridge)进行控制，导航从该驾驶台来进行。
船舶的驾驶台可以被窗所包围以使得船员能够在视觉上观察环境。船舶可以另外具有主驾驶台并且可能在主驾驶台的侧面具有两个侧翼驾驶台以便在诸如海港中的难以操控的区域中对船舶操控进行简化。目前的传播另外提供有控制计算机和用户界面屏幕以便对与导航、航程和船舶管理系统相关的信息进行视觉化。这样的屏幕通常定位在驾驶台周围而使得它们在船员坐或站立在引航员座椅/站点旁时能够被看到。当船员处于主驾驶台处时，其还能够看到窗上方的仪表以查看与速度、节距等相关的不同数值。
这种呈现信息的传统方式具有多种不便，以下是其中的几个示例：
·计算机所提供的船舶信息仅能够在引航站看到。信息可能仅能够在主驾驶台或侧翼驾驶台获得。如果驾驶台被占用或者需要信息的船员站在远离驾驶台处，则难以获取的与船舶相关的任何信息。
·当船长正在掌控船舶时，他需要了解到通过窗所观察的环境以及在驾驶台的屏幕上示出的信息。并非始终都能够轻易地以有效的方式对该信息进行组合和分析。
·驾驶台处的信息屏并不支持信息的协同使用。如果有更多人员想要就屏幕上所显示的信息进行讨论，难以使得每个人都能够在不干扰占据引航站的船员的情况下看到该信息。
除了以上所描述的不便之处以外，船舶的导航也存在问题。
正在向前通过难以航行的区域的船舶可能需要掌控导航的人员全神贯注。然而，同一人员在航行的同时可能还需要在对其所执行的控制动作进行监视。因此可能期望在视觉上观察手所执行的动作。这在需要将注意力放在通过执行航行的水域的船舶进程上的情况下是难以完成的。
因此还需要使得人员在执行其它动作的同时能够观看到船舶所采用的路线，尤其是还能够看到他们正在执行的其它动作。
本发明解决了以上所提到的一个或多个问题。
发明内容
本发明针对于这种情形。本发明因此旨在解决提供有关船舶导航的改进的问题。
根据本发明的第一方面，该目标通过一种控制船舶的方法而得以解决，该船舶包括至少一个控制计算机和至少一个收集与船舶操作相关的数据的数据收集单元，该方法包括以下步骤：
-由该控制计算机接收来自该数据收集单元的船舶操作数据；
-在该船舶的窗上呈现船舶操作数据，该窗面对控制中所使用的视野；
-接收经由该窗所输入的控制命令；以及
-基于该控制命令对船舶的操作状况进行控制。
根据本发明的第二方面，该目标通过一种船舶而得以解决，该船舶包括：
-至少一个数据收集单元，其被配置为收集该船舶的操作数据；
-至少一个控制计算机，其用于控制该船舶的操作状况；
-至少一个窗，其面对控制中所使用的视野；以及
-至少一个致动单元，其用于对该船舶的控制方面进行致动；
其中该至少一个窗包括触摸屏，其上呈现以从该数据收集单元所获得的操作数据并且能够经由其输入用于控制该船舶的控制命令。
本发明具有多种优势。本发明利用了船舶具有窗的事实而使得能够与控制中所使用的如周边环境之类的视野进行视觉联系。窗被作为能够在其上对信息进行视觉化的屏幕使用。该窗例如能够对有关船舶状态或环境的实时信息进行视觉化。该窗还能够被用于控制。这意味着可能在眼睛不离开窗的情况下执行控制。因此可能同时看到控制中所使用的视野以及经由窗所执行的动作。
附图说明
下文中将参考附图对本发明进行描述，其中
图1示意性示出了具有驾驶台的船舶；
图2示意性示出了包括多个窗的驾驶台，其中至少一个窗为用户界面；
图3示意性示出了对船舶的各种操作进行控制的计算机化的控制系统；
图4示出了根据本发明第一实施例的在控制船舶的方法中所执行的多个方法步骤的流程图；以及
图5示出了根据本发明第二实施例的在控制船舶的方法中所执行的多个方法步骤的流程图。
具体实施方式
在下文中，将给出船舶以及控制船舶的方法的优选实施例的详细描述。
图1示意性示出了船舶10。图1所示的船舶10包括船舵11和推进器12。推进器12还连接至引擎(未示出)以便向前或向后推进船舶。为了控制推进器12和引擎以及船舵11，船舶10还具有驾驶台13，船舶10的各种方面都能够在那里进行控制。船舵11、推进器12和引擎都是用来操控船舶的实体的示例。
图2示意性示出了驾驶台13。该驾驶台包括三个窗14、16和18，面对船首的第一前窗14，第二右舷窗16和第三左舷窗18。上述窗因此被部署在驾驶台13上。窗中的至少一个船窗(这里是第一窗14)是用户界面并且因此其上显示符号或图标20、22和24的透明屏幕。所有窗户都面向控制中所使用的视野，这在驾驶台的情况下是船舶通过其移动的水域。
船窗14可以通过向透明玻璃上提供触控界面投射而进行部署。该窗可以是三星所提供的智能窗(Smart Window)类型的船窗。
在图2的示例中具有第一图标20、第二图标22和第三图标24。此外，屏幕14是触摸屏并且由此该图标也能够通过物理触碰它们而被激活。在该示例中，仅第一窗14是触摸屏。这里应当意识到的是，第二和第三窗16和18也可以是触摸屏。此外，应当意识到的是，驾驶台上可以有更多或更少的窗。
图3示出了用于控制船舶的简化控制系统26的示意性框图。控制系统26是计算机化的控制系统。
在图3中，控制系统包括多个用户界面。在该示例中，仅示出了其中一个，也就是窗14。然而，应当意识到的是，可能有若干个用户界面，诸如由第二和第三窗所提供的用户界面。也可能有其它的正常用户界面，诸如处于船舶各处的工作站，它们例如处于驾驶台上或者船舶的其它位置，诸如在引擎室中。
用户界面14连接至第一数据总线B1。
此外还有第二数据总线B2，并且第一和第二数据总线B1和B2之间连接有多个控制计算机。这里具有第一控制计算机28、第二控制计算机30和第三控制计算机32，它们对船舶的各个方面进行控制。第一控制计算机34可以涉及控制航行，诸如使用船舵控制掌舵以及通过控制推进器而控制方向和速度。第二控制计算机30可以涉及船舶管理，诸如控制通风设备；并且第三控制计算机32可以涉及控制信息在驾驶台上的呈现。
此外，多个另外的设备34、36和38连接至第二数据总线B2。这些另外的设备中的第一个包括用于收集与船舶操作相关的数据的数据收集单元。该数据收集单元在该示例中为传感器34的形式。另外的设备中的第二个36包括用于对船舶的控制状况进行致动的致动单元或致动器36，并且该另外的设备中的第三个38包括组合的传感器和致动器，即用于收集与船舶操作相关的数据并且用于对船舶的控制状况进行致动的组合的数据收集和致动单元。传感器34在这里可以是感应船舵角度的传感器，并且致动器36可以是对船舵进行致动即控制该角度的致动器。可替换地，该传感器可以是感应推进器的旋转速度和方向的传感器，并且致动器36可以是使引擎致动的致动器。组合的致动器和传感器38可以是控制船舶管理状况的致动器和传感器，诸如控制通风设备。应当意识到的是，这些仅是另外的设备的示例并且可能存在更多的另外的设备和其它组合。
船舶的驾驶台13被窗14、16和18所包围以便船舶的船员能够在视觉上观察船舶的环境。该驾驶台可以包括主驾驶台，而且可能还包括处于左舷和右舷的两个侧翼驾驶台以便能够为船长或引航员在对海港中的船舶进行掌控时给予支持。
传统上，用于与导航、航海和船舶管理系统的相关信息进行视觉化的用户界面屏幕是位于驾驶台周围，从而它们在船员坐或站立在引航椅/站旁边时能够被看到。在这种传统设置中，船窗的上方还有另外的仪表。站在主驾驶台的船员因此也能够观看仪表以查看与速度、节距等相关的不同数值。
这种传统解决方案的问题在于，船舶航行中所涉及到的人员可能需要连续查看环境，特别是以船舶船首的方向。该人员可能还需要观看并致动控制系统的部件，诸如引擎和/或船舵而且还有通风设备，或者观看与船舶相关的其它信息，诸如通风设备如何工作。经常难以将这样的数据的分析与船舶导航相结合。
此外，航行中所涉及到的人员可能需要查看当前所执行的致动的类型。因此，引航员可能需要查看他或她的手在做什么。
这无法在以上所概述的传统设置中完成。
此外，传统设置可能具有多种另外的问题。
传统地，船舶信息仅能够在引航站点看到。这样的信息因此仅可能在主驾驶台或侧翼驾驶台获得。如果驾驶台被占用或者引航员远离驾驶台，则难以访问到与船舶相关的任何信息。
此外，难以在以上所提到的传统设置中提供信息的协作使用。例如，如果引航员以外的人员想要观看显示在平面上的信息并对其进行讨论，则难以使得每个人都能够在不干扰引航员的情况下看到该信息。
现在将参考图4对根据本发明第一实施例的方法进行描述。根据该第一实施例的方法简化了导航的活动。
第一控制计算机28接收来自数据收集单元的船舶操作数据。在该第一实施例中，船舶操作数据是从传感器34所接收的航行数据，步骤40，该数据可以是关于船舵11的角度的数据。该数据随后例如以第一图标20的形式被呈现在第一船窗14上，步骤42。随后，第一控制计算机28接收来自驾驶台上的人员的控制命令，步骤44。该控制命令经由第一船窗14所接收，例如通过用户对第一图标20进行操控而接收。该控制命令随后经由船窗14被输入到第一控制计算机28中。该控制命令在该示例中是涉及船舶操控的命令。在第一图标20被致动的情况下，则该控制命令可以是船舵位置的变化。在第一控制计算机28已经接收到该控制命令之后，其随后根据该命令对船舶10进行控制，步骤46。因此，该控制命令在这种情况下是影响船舶操控的命令。第一控制计算机28因此基于该控制命令对船舶的操作方面进行控制。在以上所给出的示例中，操作方面涉及船舶10的操控。第一控制计算机28因此通过向致动器36提供控制命令，该致动器36随后移动船舵而改变船舵位置。在船舵已经移动之后，新的位置随后经由第一图标20而示出。
现在将参考图5对根据本发明第二实施例的方法进行描述。根据该第二实施例的方法涉及一般船舶管理。
第二控制计算机30从数据收集单元接收船舶操作数据。在该第二实施例中，船舶操作数据是从组合的致动器和传感器38所接收的船舶操作数据，步骤48，其可以是涉及船舶10的通风系统的操作的数据。在这种情况下，该操作数据因此包括来自用来控制船舶管理方面的实体的船舶管理数据。此外，该数据可以通过示出船舶10的货物区的温度而被呈现。该数据随后例如以第二图标22的形式而被呈现在第一窗14上，步骤50。随后，第二控制计算机30接收来自驾驶台处的人员的控制命令。步骤52。该控制命令经由第一窗14所接收，例如通过用户对第二图标22进行操控而接收。该控制命令随后经由窗14被输入到第二控制计算机30中。该控制命令在该示例中是涉及船舶10的管理的命令。其因此是影响船舶管理的命令。在第二图标22被激励的情况下，则该控制命令可以是改变船舶10的货物区的温度。在第二控制计算机30已经接收到该控制命令之后，其随后根据该命令对船舶进行控制，步骤54。因此，其基于该控制命令对船舶的操作状况进行控制。在以上所给出的示例中，该操作状况涉及船舶10的管理。
在以上所给出的示例中，因此通过向组合的传感器和致动器40提供控制命令以改变货物区的温度，该组合的传感器和致动器40随后调节通风设备而使得新的温度得以获得。在通风设备已经被调节之后，新的温度随后经由第二图标22被示出。
在以上所描述的两种情况下，控制都使用第一窗14来执行。这意味着可能在眼睛并不远离第一窗的情况下执行控制。因此可能同时观看环境并执行动作。因此，可能观看到控制中所使用的视野，后者在驾驶台的情况下是船舶通过其移动的水域。
本发明介绍了一种用于船舶驾驶台的新的交互范例。其利用了驾驶台被窗所包围的事实而使得能够与周围环境进行视觉联系。根据本发明的一个方面，窗表面被用作能够将信息在其上进行视觉化的平面。该窗能够对例如与船舶状态或环境相关的实时信息进行视觉化。
与船舶管理系统或环境相关的信息可以呈现在第一窗上，后者例如被实施为液晶显示器(LCD)触摸屏。以这种方式，该窗能够在其表面上示出信息。
窗屏幕例如能够通过触碰窗而被激活或者该屏幕能够始终开启。屏幕上的图标20、22和24能够利用透明度被视觉化而使得它们并不遮挡环境。此外，该屏幕可以是交互式的而使得用户能够与诸如图标20、22和24的用户界面组件进行交互。
涉及输入控制命令的图标操控或用户交互可以涉及在图标上进行按压。该操控还可以涉及手势，诸如图标的抖动、拖放或放下。然而，使用手势或显示器上的按压所进行的控制命令输入并不局限于图标，而是可以在不使用这些的情况下进行输入。
此外，不同窗可能具有相同的视觉化信息。作为替换，它们可能示出不同的信息。在窗上显示什么信息可以另外由用户进行选择。
信息船窗可以具有夜间和日间模式。例如，在夜间模式中，屏幕的亮度可以不如日间模式中那么明亮。
想象以下的情形：
1.船舶进入海港并且船长在侧翼驾驶台上手工掌控船舶。
2.当船长掌控船舶时，其通过驾驶台处的窗而跟随船舶的位置。他使用手来控制船舶的推进器。
3.当他通过窗向外看时，能够在窗表面上看到船舶和码头之间的距离，因为该窗被用作用户界面屏幕以显示附加信息。以这种方式，船长在其进行掌控时能够看到与船舶位置相关的实时信息。
4.船长在窗上显示的图示出正确数字时获知其处于正确位置并且其还能够看到船舶处于正确位置。
此外，用户界面组件即图标可以被半透明地视觉化而使得它们并不遮挡环境数据。窗还能够示出与船长正在看的环境相关的实时信息。该信息可以是自动且动态的。能够针对本发明列出若干好处：
由于船员能够在窗屏幕上看到与环境相关的有关信息，所以他们能够更好地将该信息映射到真实环境并且因此改进了情境感知。由于信息能够显示在驾驶台的任意窗上，所以更多的人能够看到相同的信息，而目前该信息仅能够在引航座椅上看到。由于多个船员能够使用船窗同时访问相关信息，所以他们无需打扰船长或大副，后者可能正在掌控船舶而不应当被打扰。
包括触摸屏的窗在上文中全部关于驾驶台进行描述。然而，应当意识到的是，这样的窗可以提供在其它位置。例如，它们可以例如通过对天气和旅游信息进行视觉化而在乘客区被加以利用。货舱、安全舱和引擎控制室也能够利用这种面向如引擎等在控制中所使用的视图船窗。

Claims (14)

1.一种控制船舶(10)的方法，所述船舶包括至少一个控制计算机(28，30，32)和至少一个数据收集单元(34，38)，所述数据收集单元(34，38)收集与所述船舶的操作相关的数据，所述方法包括以下步骤：
-由所述控制计算机(28，30)接收(40；48)来自所述数据收集单元(34；38)的船舶操作数据；
-在所述船舶的窗(14)上呈现(42；50)所述船舶操作数据，所述窗面对所述控制中所使用的视野；
-接收(44；52)经由所述窗输入的控制命令；以及
-基于所述控制命令对所述船舶的操作方面进行控制(46；54)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述窗位于驾驶台上。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述窗面向所述船舶的船首。
4.根据之前任一项权利要求所述的方法，其中所述操作数据包括来自用于操控所述船舶的实体(11)的导航数据，并且所述控制命令是影响所述船舶的操控的命令。
5.根据之前任一项权利要求所述的方法，其中所述操作数据包括来自用于控制船舶管理方面的实体的船舶管理数据，并且所述控制命令是影响所述船舶管理的命令。
6.根据之前任一项权利要求所述的方法，其中所述控制命令经由手势进行输入。
7.一种船舶(10)，包括：
-至少一个数据收集单元(34，38)，其被配置为收集所述船舶的操作数据；
-至少一个控制计算机(28，30，32)，其用于控制所述船舶的操作方面；
-至少一个窗(14，16，18)，其面对所述控制中所使用的视野；以及
-至少一个致动单元(36，38)，其用于对所述船舶的控制方面进行致动；
-其中所述至少一个窗(14)包括触摸屏，在所述触摸屏上呈现从所述数据收集单元所获得的操作数据，并且能够经由所述触摸屏输入用于控制所述船舶的控制命令。
8.根据权利要求7所述的船舶，进一步包括驾驶台(13)，其中所述至少一个窗(14，16，18)位于所述驾驶台上。
9.根据权利要求7或8所述的船舶，其中所述窗面向所述船舶的船首。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的船舶，其中所述操作数据包括来自用于操控所述船舶的实体(11)的导航数据，并且所述控制命令是影响所述船舶的操控的命令。
11.根据权利要求7-10中任一项所述的船舶，其中所述操作数据包括来自用于控制船舶管理方面的实体的船舶管理数据，并且所述控制命令是影响所述船舶管理的命令。
12.根据权利要求7-11中任一项所述的船舶，其中所述窗具有夜间和日间模式，其中所述屏幕在所述夜间模式中不如所述日间模式中明亮。
13.根据权利要求7-12中任一项所述的船舶，其中所述窗包括半透明符号(20，22，24)。
14.根据权利要求7-13中任一项所述的船舶，其中所述控制命令经由手势进行输入。
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