CN105460207B

CN105460207B - 用于在飞行器中提供视觉反馈的系统和方法

Info

Publication number: CN105460207B
Application number: CN201510612104.2A
Authority: CN
Inventors: R·奥德尔; F·马诺基奥; J·A·米德; G·M·弗里曼
Original assignee: Gulfstream Aerospace Corp
Current assignee: Gulfstream Aerospace Corp
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2015-09-23
Publication date: 2019-04-19
Anticipated expiration: 2035-09-23
Also published as: DE102015116175A1; US20160090194A1; CN105460207A; US9771142B2; DE102015116175B4

Abstract

一种用于在具有可致动组件的飞行器中提供视觉反馈的系统包括控制器，控制器在自动模式下提供对可致动组件的自动控制并允许在手动模式下对可致动组件的手动控制。手柄组合件与可致动组件通信，以便提供在手动模式下对可致动组件的手动控制。系统还包括光板，光板与手柄组合件集成，与所述控制器通信，并配置成选择性地照亮以通知用户可致动组件的模式。

Description

用于在飞行器中提供视觉反馈的系统和方法

技术领域

本技术领域涉及用于提供关于运载工具操作的视觉反馈的系统和方法，具体涉及飞行器。

背景技术

现代的飞行器是具有大量自动和手动致动系统的极其复杂的机器。这些系统利用灯、显示器、仪表、扬声器和其它信号器来将关键信息传达给飞行器的飞行员和其它用户。然而，就如此大量的系统而言，常常难以迅速地提醒飞行员和其它用户关于飞行器操作的最紧迫的问题。

因此，希望呈现迅速地提醒用户飞行器操作中变化的系统。此外，其它所需特征和特性从随后的发明内容和具体实施方式以及所附的权利要求、结合附图和该背景技术将变得显而易见。

发明内容

一种用于在具有可致动组件的飞行器中提供视觉反馈的系统。所述系统包括控制器，控制器在自动模式下提供对可致动组件的自动控制并允许在手动模式下对可致动组件的手动控制。手柄组合件与可致动组件通信，以便提供在手动模式下对可致动组件的手动控制。系统还包括光板，光板与手柄组合件集成，与所述控制器通信，并配置成选择性地照亮以通知用户可致动组件的模式。

一种用于在飞行器中提供视觉反馈的计算机化的方法，飞行器具有可致动组件和用于手动控制可致动组件的手柄组合件。方法包括分配可致动组件的操作模式，其中可致动组件的控制由控制器在自动模式下自动地执行以及可致动组件的控制由用户在手动模式下手动地执行。方法还包括根据可致动组件的操作模式选择性地照亮与手柄组合件集成的光板以便通知用户可致动组件的操作模式。

附图说明

所公开主题的其它优势通过参照当结合附图考虑时的下列具体实施方式而变得更好理解，所以将容易意识到所公开主题的其它优势，其中：

图1是根据一个实施方式的用于提供在飞行器中实施的视觉反馈的系统的框图；

图2是根据一个实施方式的与手柄组合件集成的光板的框图；

图3是根据一个实施方式的与轭状组合件集成的光板的立体图；

图4是根据另一个实施方式的与轭状组合件集成的光板的立体图；

图5是根据一个实施方式的与油门控制集成的光板的立体图；以及

图6是根据一个实施方式的与侧杆控制集成的光板的立体图。

具体实施方式

参照附图，其中贯穿几幅视图相同的数字指示相同的部件，本文示出和描述用于在飞行器102中提供视觉反馈的系统100和方法。

本文描述的飞行器102是固定翼飞机。然而，可将系统100和描述的方法应用于其它类型的飞行器，诸如直升机。还可将系统100和方法应用于其它运载工具，例如，汽车、摩托车、船舶和/或机车。

参照图1，飞行器102包括可致动组件104。通常，飞行器102包括众多的可致动组件104，包括但当然不限于用于控制飞行器102姿态的飞行控制面板106和用于控制推力的发动机108。飞行控制面板106可包括但不限于副翼、升降舵、方向舵、扰流板、襟翼和前缘缝翼(其中没有一个单独编号)。应当理解的是，尽管飞机可包括多个可致动组件104，但是本文的术语“可致动组件”可呈现为单独的可致动组件104和/或多个可致动组件104。

系统100包括用于促进控制飞行器102的各种系统、设备和/或组件的控制器110。示例性实施方式的控制器110包括处理器111，例如，能够执行计算、实行指令(即运行程序)和/或以其它方式操纵数据的微处理器。控制器110可通过多个处理器来实施，如由本领域内的那些技术人员应当理解到的那样。此外，飞行器102可包括多个控制器110，控制器110彼此分离或彼此耦联，用于控制各种系统、设备和/或组件。

控制器110与可致动组件104通信。例如，控制器110可电连接到可致动组件104，使得控制信号可从控制器110发送到每个可致动组件104用于其控制。

控制器110在自动模式下提供对可致动组件104的自动控制。即，在自动模式下，控制器110控制可致动组件104的一般操作，而无需持续地人为干预。如前所述，这种自动控制在飞行器102中是常规的。例如，控制器110可用作“自动驾驶”以控制飞行器102的方向、姿态和/或高度。控制器110还可以或可替换地用作“自动油门”以控制发动机108的速度，并且因此控制飞行器102的推力。因此，控制器110可与飞行器102的各种传感器和系统通信，所述传感器和系统包括但不限于全球定位系统(“GPS”)接收器、发动机转速传感器和高度计。

控制器110还允许在手动模式下手动控制可致动组件104。即，控制器110允许由用户而不是通过由处理器运行程序来致动可致动组件104。为了促进自动和手动模式，控制器110可在内部将自动模式或手动模式分配给每个可致动组件104。

飞行器102的系统100包括用于手动控制可致动组件104的手柄组合件112。更具体地，手柄组合件112与可致动组件104通信，以便在手动模式下提供对可致动组件104的手动控制。手柄组合件112产生与可致动组件104的控制相关的一个或多个信号。在一个实施方式中，控制器110可接收来自手柄组合件112的信号并将相关信号传送到可致动组件104。然而，在其它实施方式中，手柄组合件112将信号直接发送到可致动组件104，即，绕过控制器110。

光板114与手柄组合件112集成。即，光板114作为手柄组合件112的部件并入，使得光板114可由用户在观察手柄组合件112时看到。光板114与控制器110通信，并配置成选择性地照亮以通知用户可致动组件104的模式。在下文进一步详细地描述光板114组件的实施例、通过手柄组合件112的实施及其操作。

在一个实施方式中，光板114包括电连接到控制器110的多个发光二极管(LED)200，如图2中所示。在该实施方式中，LED 200设置在壳体202内。壳体202由窗口204盖住，所述窗口与手柄组合件112的表面206基本上平齐。但是应当理解的是，光板114可以通过任何合适的照明设备实施，所述灯光设备包括但当然不限于白炽光源和荧光灯源。还应当理解的是，光板114可能包括反射表面、透镜和其它结构组件，以便引导和/或放大由LED 200和/或其它光源产生的光。

在以下描述并在图3-5中示出的示例性实施方式中，光板114具有曲线的形状。更具体地，光板114具有的长度大于其宽度且弯曲以符合于手柄组合件112的一种形状或多种形状。然而，在其它实施方式(未示出)中，光板114的形状、结构和外观可以是不同的。

参照图3，该实施方式的手柄组合件112被实施为轭状组合件300，通常简称为“轭状件(yoke)”或“驾驶杆”。轭状组合件300通常用于控制飞行器102的姿态，例如飞行器102的俯仰和转动。

图3中所示的轭状组合件300包括左侧手柄302、右侧手柄304，以及设置在左侧和右侧手柄302、304之间的中央部分306。中央部分306用于支撑并保持左侧和右侧手柄302、304之间的分离。在该实施方式中，中央部分306包括限定边缘310的前表面308。光板114与中央部分306集成。更具体地，如图3中所示，光板114是曲线的，并且邻近于中央部分306的前表面308的边缘310的至少一部分设置。

图4示出轭状组合件300的另一个实施方式。在该具体实施方式中，光板114是曲线的并与中央部分306、左侧手柄302和右侧手柄304集成。该实施方式的光板114与手柄302，304的表面(未编号)形状配合，使得其当由用户紧握时不会分散注意力，但是视觉上是引人注目的，尤其是当照亮时。

现在参照图5，在该实施方式中的手柄组合件112被实施为油门控制500。油门控制500通常用于控制发动机108的速度，并且因此控制由发动机108提供的推力。

在图5中所示的示例性实施方式中，油门控制包括一对控制杆502。每个控制杆502对应于一个发动机108。每个控制杆502包括可操作地连接到圆柱形元件504的端部(未编号)，使得控制杆502可至少部分地围绕圆柱形元件504旋转。把手506耦联到控制杆502的另一端部(未编号)。在该具体实施方式中，每个圆柱形元件504由平台结构508支撑，用于将控制杆502、圆柱形元件504和把手506提升到用于由用户致动的方便位置。

每个圆柱形元件504是圆柱形的并包括一对大体平坦的圆盘510。在该具体实施例中，光板114在形状上是曲线的并邻近于每个圆盘510的边缘(未编号)设置。但是光板114的位置、形状、尺寸和其它特性在系统100的其它实施方式中可能是不同的。

现在参照图6，在该实施方式中，手柄组合件112被实施为侧杆控制600。具体地，在该实施方式中光板114被实施为菱形的大体平坦的表面。当然，如前所述，光板114的位置、形状、尺寸和其它特性在系统100的其它实施方式中可能是不同的。

在其它实施方式(未示出)中，光板114可能与按钮、开关或与手柄组合件112集成的其它输入设备集成。

可致动组件104模式的变化可以光板114照明上的变化来反映。在系统100的一个实施方式中，光板114配置成以多种颜色照亮。例如，一个实施方式的光板114的LED 200可配置成以第一颜色和第二颜色照亮，其中第二颜色不同于所述第一颜色。不同的颜色涉及不同波长的光，使得颜色上的差异可由人类察觉到。

在该具体实施方式中，光板114响应于分配给可致动组件104的自动模式以第一颜色照亮并且响应于分配手动模式的控制器110以第二颜色照亮。这样，由光板照亮不同的颜色以在不同的模式之间区分。

作为一个实施例，当可致动组件104处于自动模式下时光板114可以绿色照亮，以及当可致动组件104处于手动模式下时可以黄色照亮。例如，参照图3和图4，当自动驾驶被激活以及相关联的可致动组件104正由控制器110自动控制时，与手柄组合件112集成的光板114可产生绿色。当自动驾驶未被激活时，光板114可产生黄光以指示与手柄组合件112相关联的可致动组件的手动控制可通过手柄组合件112执行。

当然，可利用由光板114以除了上述绿色和黄色之外的其它颜色照亮。仅作为众多实施例的其中之一，当自动驾驶被激活时光板114可以白色照亮，以及当自动驾驶停止使用时光板114可以红色照亮。

在另一个实施方式中，光板114照明上的变化可以单色光执行。例如，光板114可响应于被分配给可致动组件104的自动模式打开光板114以及响应于被分配的手动模式关闭光板114。

作为另一实例，光板114的照明可基于模式通过闪烁(即打开和关闭)变化。例如，当可致动组件104被分配以自动模式时光板114可持续地照亮，以及当可致动组件104被分配以手动模式时光板114可闪烁。

作为又一实例，光板114的照明可基于模式通过改变光强度来变化。例如，当可致动组件104被分配以自动模式时光板114可以恒定的强度来照亮，以及当可致动组件104被分配以手动模式时光板114可在强度上振荡。

再次参照图1，系统100可包括传感器116，其与控制器110通信用于检测飞行器102的一种或多种状况。例如，传感器116可能是加速度计，其可检测飞行条件中的突然变化，例如，湍流。传感器116可替代性地为用于检测温度的温度传感器、用于检测速度的速度计，或如由本领域内的技术人员所意识到的任何其它适用的传感器116。当然，系统100和/或飞行器102可包括多个传感器116。

控制器110可从自动模式自动地转换到手动模式，而无需用户干预。也就是说，控制器110可响应于预定条件将可致动组件104的任务从自动模式改变到手动模式。例如，如果由传感器116探测到湍流，那么对一个或多个可致动组件104的自动驾驶控制可能自动并突然终止。

在一个实施方式中，响应于控制器110由于预定条件将可致动组件104的任务从自动模式转换到手动模式，光板114以一定的颜色照亮。例如，在一个实施方式中，当进行自动驾驶时(例如，当可致动组件104处于自动模式下时)与轭状组合件300集成的光板114可被照亮为绿色。当由于预定条件例如由于湍流可致动组件104被转换到手动模式时，光板114可以红色或黄色闪耀，以提醒飞行员自动驾驶已经自动解除。

不同的颜色、闪烁方式和/或其它配置可用于将可致动组件104的从自动模式到手动模式(例如，用户关闭自动驾驶系统)的常规转换与从自动模式到手动模式(例如，由于湍流或系统故障)的突然转换进行区分。正因如此，用户可以迅速和容易地识别已经发生从自动模式突然转换到手动模式，并采取任何必要的步骤来控制飞行器102和/或补救该状况。

在上文相对于所述的系统100对用于在飞行器102中提供视觉反馈的计算机化的方法(未示出)的一个实施方式进行了描述，其中该飞行器102包括可致动组件104和用于手动控制可致动组件104的手柄组合件112。然而，应当理解的是计算机化的方法可在不同于上述系统100的情况下被实施。

所述计算机化的方法包括分配可致动组件104的操作模式，其中，可致动组件的控制由控制器110在自动模式下自动地执行，以及可致动组件的控制由用户在手动模式下手动地执行。方法还包括根据可致动组件104的操作模式选择性地照亮与手柄组合件112集成的光板114，以便通知用户可致动组件104的操作模式。

计算机化的方法还可包括响应于预定条件从自动模式自动地转换到手动模式。预定条件可对应于飞行器102的异常状况，例如，发动机故障、突然的湍流或系统故障。方法包括响应于模式之间的自动转换选择性地照亮光板。

本文已经以示例性的方式对本发明进行了描述，但是应当理解的是，已经使用的术语意旨在本质上是描述性的而非限制性的词语。显然，借鉴于上述教导可对发明进行许多修改和变动。在所附权利要求书的范围内可不同于特定描述来实践本发明。

Claims

1.一种用于为具有可致动组件的飞行器提供视觉反馈的系统，所述系统包括：

控制器，所述控制器用于在自动模式下提供对所述可致动组件的自动控制并允许在手动模式下对所述可致动组件的手动控制；

手柄组合件，所述手柄组合件与所述可致动组件通信，以便提供在手动模式下对所述可致动组件的手动控制；以及

光板，所述光板与所述手柄组合件集成，与所述控制器通信，并配置成选择性地照亮以通知用户所述可致动组件的所述模式，

其中，所述光板以照明上的变化来响应于所述自动模式被激活和所述手动模式被激活。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述可致动组件包括多个飞行控制面板，并且其中所述手柄组合件包括轭状组合件。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述轭状组合件包括左侧手柄、右侧手柄，以及设置在所述左侧手柄和右侧手柄之间的中央连接部分。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述光板与所述中央连接部分集成。

5.根据权利要求3所述的系统，其中所述光板与所述中央连接部分、所述左侧手柄和所述右侧手柄集成。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述可致动组件包括发动机油门，并且其中所述手柄组合件包括油门控制。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述光板包括配置成以第一颜色和不同于所述第一颜色的第二颜色照亮的多个发光二极管(LED)。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述光板是曲线的。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述光板响应于所述自动模式被激活以第一颜色照亮，并且响应于所述手动模式被激活以不同于所述第一颜色的第二颜色照亮。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器响应于预定条件从所述自动模式自动地转换到所述手动模式。

11.根据权利要求10所述的系统，其中响应于所述控制器由于预定条件从所述自动模式转换到所述手动模式，所述光板以一定的颜色照亮。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述可致动组件包括多个飞行控制面板，并且其中所述手柄组合件包括侧杆控制。

13.一种飞行器，所述飞行器包括：

可致动组件；

控制器，所述控制器在自动模式下提供对所述可致动组件的自动控制并允许在手动模式下对所述可致动组件的手动控制；

14.根据权利要求13所述的飞行器，其中所述可致动组件包括多个飞行控制面板，且其中所述手柄组合件包括轭状组合件。

15.根据权利要求13所述的飞行器，其中所述可致动组件包括发动机油门，并且其中所述手柄组合件包括油门控制。

16.根据权利要求13所述的飞行器，其中所述控制器响应于预定条件从所述自动模式自动转换到所述手动模式。

17.根据权利要求16所述的飞行器，其中所述光板响应于所述控制器由于预定条件从自动模式转换到手动模式而以一定的颜色照亮。

18.一种用于为飞行器提供视觉反馈的计算机化的方法，所述飞行器具有可致动组件和用于手动控制所述可致动组件的手柄组合件，所述方法包括：

指定可致动组件的操作模式，其中可致动组件的控制由控制器在自动模式下自动地执行以及所述可致动组件的控制由用户在手动模式下手动地执行；以及

根据所述可致动组件的操作模式选择性地照亮与手柄组合件集成的光板以便通知用户所述可致动组件的所述操作模式，

19.根据权利要求18所述的计算机化的方法，其中还包括响应于预定条件从所述自动模式自动转换到所述手动模式。

20.根据权利要求19所述的计算机化的方法，其中选择性地照亮所述光板包括响应于由于预定条件从所述自动模式自动转换到所述手动模式来照亮所述光板。