CN105509746A - 用于飞机飞行管理系统的触觉接口 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于驾驶飞机的图形交互方法，包括以下步骤：接收对在飞机显示屏幕上被选择的目标的指示；确定与所选择的目标相关联的飞机的一个或多个飞行计划修订并显示一个或多个所述飞行计划修订；接收对选择显示的修订的指示；确定与所显示和所选择的修订相关联的修订类型；并且根据确定的修订类型，来显示触觉接口数据输入图形符号。改进点尤其涉及使用的符号体系，确认或者修改所选择的修订，对飞行上下文的考虑，对触觉接口的操纵速度的考虑，等等。描述了系统和软件方面。特别是，人机接口可以仅仅是触觉型的。

Description

用于飞机飞行管理系统的触觉接口
技术领域
本发明总体上是关于驾驶飞机的人机交互技术。特别是，本发明涉及实时机载飞行管理系统(FMS)的交互式和触觉驾驶接口。
背景技术
在一般情况下，在已知的飞机或者市场上的飞机中被提供的交互式或触觉屏幕不提供完整并令人满意的用于管理对飞行管理系统(FMS)的修订的触觉交互。
在A320、A330、A340、B737/747代的飞机上，人机交互一般通过显示屏的手段来实现，该显示屏不是交互式的，而是利用在多功能控制显示单元(MCDU)接口上的字母数字键盘。该方法是令人厌倦并缺乏精确度的。在更多的新近的飞机(A380、A350、B777、B787)和在商用飞机(比如，猎鹰(Falcon))上，指向设备已被引入，但是相关联的交互依然是费力的和受限的。
在一些甚至更新的飞机和直升机上，交互式和触觉屏幕可以使驾驶员能够定义或者修改飞行路线。然而，采用的技术仍然受限并且人体工程学设计不佳(例如：在适当情况下修改是间接的)。驾驶员必须“篡改”大量的输入手段以使飞行计划的修订生效。例如，驾驶员必须迭代地输入角度值直到收敛到所需要的结果为止。该操作是令人厌倦的。
在一些已知的触觉系统，驾驶员可以通过触摸手段来确定屏幕上的一个点，该操作会打开一个对话框使得能够选择一个修订，但是之后驾驶员必须经由键盘即另一输入外围设备，插入与该考虑中的修订相对应的字母数字参数。其它已知的系统必须使用两个分别的屏幕。
就其本身而言，对令人厌倦的操作的重复能够导致驾驶员的认知超负荷，导致疲劳，并因此危及飞行安全。在一些情形中，现有系统的缺乏灵活性会走到直到阻碍做出飞行路线的改变。在现实中，在这些已知的系统中，触觉交互在目前的使用仅仅是作为经由光标或鼠标来交互的一个替代。特定于航空电子设备的丰富的触觉交互尚未被引证或者实现。
题为“飞行管理系统的图形航线显示”的专利申请US7162335公开了一个在导航显示上的飞行计划的图形结构的系统，其意在避免字母数字栏的输入。特别是，该文档教导了使用CCD或者“屏幕标记”设备以从航行数据中选择元素。该方法是有局限性的。
在工业中存在用于改进特定于航空电子设备的触觉接口的方法和系统的需求。
发明内容
本发明涉及用于驾驶飞机的图形交互方法，包括以下步骤：接收飞机显示屏上的选择的目标的指示；确定与所选择的目标相关联的飞机的一个或者多个飞行计划修订，并显示一个或者多个所述飞行计划修订；接收对选择显示的修订的指示；确定与显示和选择的修订相关联应的修订类型；以及根据确定的修订类型，显示触摸接口数据输入图形符号。改进点尤其涉及使用的符号体系，确认或者修改所选择的修订，飞行上下文的考虑，对触觉接口的操纵的速度的考虑，等等。描述了系统和软件方面。特别是，人机接口可以仅仅是触觉类型的。
在此公开了一种用于驾驶飞机的图形交互方法(通过计算机实现)，包括以下步骤：接收对在飞机显示屏上被选择的目标的指示；确定与选择的目标相关联的飞机的一个或者多个飞行计划修订并显示一个或者多个所述飞行计划修订；接收对选择显示的修订的指示；确定与显示和选择的修订相关联的修订类型；以及，根据确定的修订类型，显示触摸接口数据输入图形符号，所述数据输入图形符号是在包括多个数据输入图形符号的符号体系中被选择的。
确定或者选择或者指示显示的目标或者点或者区域或部分，例如通过提供该点的空间坐标(在空间中或者显示屏幕上)。例如，触觉的、可能多触点的接口手段可以确定所述显示部分。在一个实施例中，单个和唯一的显示部分被指示出。在一个实施例中，多个显示点被指示出。
在该显示部分或者这些显示部分的基础上或者根据该显示部分或者这些显示部分，一个或者多个符合条件的修订被确定。这种确定可以以不同的途径来实现。该确定步骤可能是静态的，即，来自于预定义表的应用的结果，例如，关联选择区域，相关联的动作，字母数字输入模式，和在适当情况下，替代的图形输入模式。
随着确定了一个或者多个符合条件的修订，驾驶员特别地选择一个修订。
随后确定与该显示和选择的修订相关联的修订类型。根据确定的修订类型，存在显示的触觉接口数据输入图形符号，所述图形符号是在在包括多个图形符号的符号体系中被选择的。
术语“符号体系”一般指代符号族或符号类(其作为数据的表现模式可包括大量特定的变体)。该术语“符号体系”一般在下文中用来暗示并强调类的观点。
对要被应用的符号体系的确定(即特别是一个符号的选择)可尤其包括以下步骤：确定多个“基本”替换模型，以及之后根据预定准则综合所述基本替换模型。在一个实施例中，确定多个基本替换模型(例如，根据驾驶员的动作和/或飞行上下文等)。此后，各种基本替换模型根据预定准则被评估和/或加权，最终被串联或者聚合或者综合成最终的替换模型(即用于提醒驾驶员的将会被显示的模型)。换句话说，各种基本替换模型与抽象的中间层次相对应，其保持完全可选(相对应的操作是对于驾驶员来说透明的计算操作，驾驶员仅感知最终的交互模式)。
例如，要被应用于/在修订上的符号体系(即已经被确定的交互模型)可以是以下模型中的一个模型：a)单数据(mono-data)模型的应用，例如，与字母数字的单输入族的操纵参数相对应的单一模型，或者b)多数据模型的应用，例如，多字母数字的输入族的单一模型的重叠，或者c)“纯图形模型”的应用，例如不具有链接到侧向表示上的点的字母数字输入族的纬度/经度模型。
在一些实施例中，可不提供对交互模型的选择，即显示唯一的交互图形符号。在适当的情形下，可在可被设想的不同的交互模式之间可选择性地使选择生效，以便进行到与已被确定的目标相关联的修订。特别地，这种选择可在不同的交互图形符号的显示中被反映出来。不同的交互图形符号体系在下文中被描述。
在一个实施例中，每一个交互模式可与一个或者多个动作相关联，并且每一个动作可与字母数字输入模式相关联，在适当情形下，在图形输入方面具有其一致性。
在一种改进中，该方法进一步包括在对数据输入图形符号的操纵之后接收数据的步骤。
例如，该数据包括字母数字值。在一个实施例中，该方法捕获模型上的动作，并从中推断出修改的字母数字参数。
在一种改进中，该方法进一步包括修改接收到的数据的步骤。
特别地，该方法可进行测量单位的转换。
在一种改进中，该方法进一步包括确认选择的修订的步骤。
该方法可激活或者确认所谓的“核心”修订，例如，具有选择的可能被修改的值或者字母数字参数。之后，该方法可随着修订来核对基本模型的相关性。在一个实施例中，该步骤被重复，例如，直到该修订被确认。
在一种改进中，该方法进一步包括修改选择的修订的步骤。
此外，该方法可在一些情形中纠正涉及的修订。
在一种改进中，该方法进一步包括根据包括对驾驶员的认知负荷测量和/或飞机飞行上下文的参数，来修改数据输入图形符号显示的步骤。
根据本发明的一个方面，与驾驶员和FMS交互的每一个动作(例如，一个操作可能是“修订”，例如飞行计划的修订)相一致，经由键盘的输入被图形选择替代，其表示相同的服务-全部或者部分地-并且特别地可被置于上下文中的和/或优化为与驾驶员的最可能的意图相一致。
使用的符号特别适合于单一修订，但是也适合于多重修订(例如，经由符号的重叠)。此外，使用的符号可实时改变，尤其为了适应于当前的修订类型。语义符号或者“符号体系”可有利地改变(即，被修改或者使之适应)，例如实时适应于当前的修订类型或驾驶动作。
在一种改进中，显示数据输入图形符号的步骤包括在空间和/或时间上分布所述显示的步骤。
可以优化一个或者多个符号的显示(即适应，例如，适应于当前修订和/或飞行上下文)。具体而言，选择的交互模型(通过相对应的图形符号的显示而被反映)可以以优化的方式被跨各个屏幕来分布(例如，将信息空间分布在或布置在可用的和/或可接入的各个屏幕上)。例如，在空间上，必要时显示可在多个显示设备之间被分裂或者划分或者分布。例如，该方法可以可选择地图形地偏移或者移动整个显示，例如在输入期间，以使得替换模型能够按照显示区域的限制来被显示。例如，在驾驶员的视野范围内的不同地方处，可使值的显示生效，例如靠近修订手段(手指，光标)或者在驾驶舱的别处(平视投射，增强现实类型叠加，3D演示等等)。在时间方面，图形符号可以包括以各个方式安排的显示序列。
在一种改进中，该方法进一步包括接收或确定与在飞机显示屏幕上的选择的目标的指示相关联的参数的步骤。
在一种改进中，确定与所选择的目标相关联的一个或者多个飞机飞行计划的修订的步骤是与选择的目标的指示相关联的所述参数的函数。
在一种改进中，确定和/或显示触摸接口数据输入图形符号的步骤是与选择的目标的指示相关联的所述参数的函数。
例如，相关联的参数可以对应于测量的驾驶员在触觉接口上手指的移动速度(在这种情形下，该参数是被确定的或者测量的)。同样，数值可被接收(直接地或者间接地)，例如通过语音或者触觉或者逻辑或者网络命令或者通过物理的姆指旋轮或者鼠标光标或者通过眼睛移动(例如，眼球追踪)。
用这种方式确定的数值(通过计算或者如接收到的)(例如)可解释为影响(字母数字和/或图形)输入交互的程度或者形态的强度，例如，影响对符合条件的修订和/或这些修订的类型和/或选择数据输入符号或符号体系的确定。例如，在使得驾驶员的手颤抖的湍流期间，可以优选考虑这样或这种交互模式。
关于特定于管理触摸接口的方面，用于管理手指(或者光标或者指向设备的)移动的算法可尤其为各个参数的函数。算法可尤其为后者在触觉接口上的移动速度的函数(例如，确定为较高的速度可反映出驾驶员在匆忙和/或在紧急情况中和/或较低或较少的必要性去使得精确的结果的事实)。算法还可以是其它目标的函数，例如那些接近选择的。算法还可以是显示的或当前的飞行路径的函数。它们可进一步是与当前修订相对应的舍入和/或单位(例如，在海拔方面每一整FL-或100英尺-)的函数。它们可以是表示类型(2DND，2DVD，3D，2.5D)、显示范围的函数，等等。
在一种改进中，确定和/或显示触摸接口数据输入图形符号的步骤是一个或多个参数的函数，该参数包括a)要输入的数据量，b)要做的修订的类型，c)输入单位类型，d)显示范围，e)表示类型和/或f)一个或者多个预定的标准。
公开的系统包括用于实现根据本发明的方法的一个或多个步骤的手段。
一般来说，系统或者设备可包括处理器或者计算手段，储存器或者存储手段和人机接口(HMI)手段。特别是，本发明完整地、专门地实现了包含触觉接口的可能的实施例。实际上，字母数字输入模式可以有利地被图形输入模式完全地替换(全图形FMS(“FullGraphicalFMS”))。
在一种改进中，系统包括主飞行显示PFD和/或导航显示ND/VD和/或多功能显示MFD。
在一种改进中，系统包括飞行管理系统类型的飞行管理航空电子设备手段和/或电子飞行包类型的非航空电子设备手段和/或增强和/或虚拟现实手段。
特别地，AR(增强现实)手段包括HUD(平视显示)类型系统，以及特别地，VR(虚拟现实)手段包括EVS(增强视觉系统)或者SVS(合成视觉系统)类型系统。
在一种改进中，系统仅仅包括触觉类型接口手段。在本发明的一个特定实施例中，驾驶舱完全是触觉型的，即，单独地构成触觉型人机接口(HMI)。
根据本发明的方法和系统实际上实现了“全触觉”实施例(例如，驾驶舱中的FMS接口将是“全触摸”类型的)，也就是说与包含整个触觉屏幕的人机交互环境相符合，不具有有形的执行装置，但是其作为一个整体有利地可重新配置。实际上，以触摸的方式管理所有(即无一例外的整体)的多参数修订是可能的(因为该方法使得交互图形符号能够被叠加)。因此可能彻底淘汰键盘输入。如果没有“全触摸”实现，根据本发明的方法和系统大幅和有利地减少经由键盘的字母数字输入。
一般来说，本发明的一个方面旨在定义“FMS替换语言”，其能够使根据一个或者多个合适的模型来操纵所有可能的FMS修订成为可能(通过与飞机方面相对应的图形符号的手段)。该语言尤其反映在预先定义的参数的存在中以及实现对人机交互的管理的规则中(例如，针对非触觉基本任务、等同触摸任务的替换步骤)。
本发明尤其意在能够“由手指”控制飞行管理系统(FMS)，也就是说唯一地或与非触摸接口结合地使用触屏。
根据本发明的一个方面，其可能无需经由键盘的字母数字输入或者至少减少对非触觉接口的依赖。根据本发明的一个方面，字母数字输入被直接选择要被修改的目标的功能所替代，不涉及这样的键盘输入或者至少针对一些键盘输入的触觉对应物的替换。
根据一个实施例，本发明有利地使省掉字母数字键盘和/或对额外的输入外围设备的依赖需要成为可能。根据一个实施例，本发明有利地使以完全的图形方式来交互成为可能，或者至少大大地限制了任何对字母数字输入的依赖。在一个实施例中，选择手段可连续地或持久地适应以便实现精确地选择要输入的值。因此可为机务人员保证流畅的输入，如以及当触觉接口被操纵时，例如，从无不得不要低头输入字母数字的情况下，该机务人员通常可立刻看到他们动作的结果。
根据各个实施例，方法实现了尤其仅仅利用一个或者多个触摸接口的捕获或输入字母数字值的模式。该数据输入有利地是快速和直观的。然而，某些实施例可用“混合”接口，即组合触觉接口和非触觉接口(键盘、光标、鼠标、轨迹球、触控板、触觉系统、语音控制、眼球追踪控制，等等)。
根据本发明的实施例，可以有利地利用特定于航空电子设备的触觉接口人机交互模型(也就是说适合于驾驶环境)。换句话说，本发明的改进超出了从触觉技术到航空电子设备环境的简单转换，而是到相对地重塑了驾驶员与飞行管理系统的交互。FMS中的人机交互的人体工程学实际上可被深入地反思(例如，直接在屏幕上优化信息的输入)。例如，本发明的实施例可发展新的转换功能(例如，“拖拽/字母数字”，被优化来处理机载飞机核心系统FMS的特质)。触觉元素到图形/逻辑对应物的(部分或全部)转换(其因此通过精确或不变的定义)使得在实现中的更大的灵活性成为可能(超越仅仅是重新配置驾驶舱，即考虑显示的上下文和数据的操纵，对数据和/或动作手段的定制化，以及成为可编程和/或可配置的接口)。
根据本发明的方法一般有利地向后兼容。根据本发明的方法的多个改进尤其定义了利用被表示在屏幕上的“图形框”的输入模式，其显示了由驾驶员和/或飞行管理系统修改的最终的数值或符号值。存在多种类型的图形框，尤其是“距离”、“角度”、“海拔”、“速度”、“质量”、“定中心”等等。(用手指或者光标)可选地在框中点击使得经由键盘输入所需的值成为可能。这样使得能够保留与如目前在商用飞机中实现的交互的兼容性。需要字母数字计算的功能仍然打算具体化屏幕上的窗口，在该窗口中，机务人员利用字母数字键盘输入数据。尽管由本发明提议的技术解决方案可被实现或者使用在触觉类型接口上，其因此还可利用现有的光标交互系统来被实现或者使用。
本方法使定义和使用飞行管理系统中的新功能成为可能。例如，新的功能可以与修订相关联，尤其通过使选择字母数字值而不必使其经由键盘被输入，而直接通过操纵与所述修订相关联的新的符号成为可能。根据本发明的方法的一些实施例使得在飞行管理系统FMS中整合新的功能成为可能(对角度、距离、海拔差、地图旋转的计算；在元素上而非FMS上的修订，例如，由TCAS(空中防撞系统)功能在屏幕上显示的飞机，在屏幕上显示的地形或者气象的异常)。此外，根据本发明的方法使得先进的旁路功能成为可能(通过简单的触觉命令输入旁路架构，捕获或输入偏移值使得能够避免操纵异常，例如“牵拉”、获得的飞行路径等等)。最后，该方法还通过作用于飞机模型或者飞行路径元素(例如通过时钟、精密计时器或者沙漏型模式的RTA(实时分析器)上的动作)，来使得考虑在参数上的一个或多个动作成为可能，诸如速度。最后，该方法可以用在垂直显示类型的上下文中(即，在垂直平面中的导航显示ND期间)。例如，在一个实施例中，使得实时修改垂直的飞行路径成为可能(伪航点的运动、海拔或速度或时间约束等等的变动)。还可以想象去创建触觉和/或手势命令的库，尤其针对“转动”地图，使得驾驶员能够应用地图旋转感知他们在侧面或垂直(或者四分之三)面的环境。最后，根本本发明的方法使得新的交互成为可能(例如，具有在下一个航段上对齐的DIRECTTO(直接到)功能)。
根据本发明的方法将有利地实现在多种多样的航空电子设备系统和环境中。该方法可以机载实现，在一方面交互(触觉或非触觉)接口和FMS(或者EFB、平板电脑等等)之间，或者FWS(例如，特别地，用于勾号或者选择框或者选项)，或者在地面上(例如，在空中交通控制人机接口(HMI)或者航空公司软件)。本发明还找到了用于进入航空路线的有利应用，例如TAXI(机场滑行系统)类型。最后，本发明找到了在无人机远程驾驶室中的有利应用。
附图说明
本发明的各个方面和优势会在对依照附图的本发明的优选而非限制性的实施例的以下描述的基础上变得明显。
图1显示了本发明整体的技术环境。
图2用图表显示了已知的FMS类型飞行管理系统的结构和功能。
图3显示了根据本发明的方法的步骤的例子。
图4显示了飞机参数和修订的例子。
图5至图11显示了根据本发明的符号体系的各个例子。
图12显示了FMS显示屏上的不同符号体系的叠加。
图13显示了与用于实现根据本发明的方法的人机接口(HMI)有关的各个方面。
具体实施方式
一些术语和技术环境在下文中被定义。
缩写FMS是指经由ARINC702国际标准的在现有技术中已知的飞机飞行管理系统。在飞行的准备期间或者在变更路线的情况下，机务人员通常利用飞机飞行管理系统(FMS)输入涉及飞机行进的信息的各种项目。FMS包括输入手段和显示手段以及计算手段。操作者，例如驾驶员或者副驾驶员，能够经由输入手段输入信息，诸如与路线点相关联的RTA或航点(waypoints)，即飞机必须在其上经过的点。这些元素经由ARINC424国际标准在本领域中是已知的。该计算手段尤其使飞机飞行路径的计算成为可能，该飞行路径来自飞行计划，其包括根据航点之间的几何结构和/或海拔和速度状况的航点列表。
在下文中，缩写FMD被用来指明目前在驾驶舱内的FMS的文本显示，一般在下视位置(在驾驶员膝盖的水平处)。FMD被组织成“页面”，其包括相干信息的功能分组。这些页面包括列出飞行计划的元素(航点、标记、伪航点)的FPLN页面和显示在导航数据库中的搜索的结果的“复制”页面。
缩写ND被用来指明目前在驾驶舱内的FMS的图形显示，一般被安排在面部水平处。该显示是通过参考点(在显示的中心或底部处)和范围来定义的，定义显示区域的大小。
缩写HMI是指人机接口。信息的输入和通过显示手段的输入和计算的信息的显示构成了一个这样的人机接口。利用已知的FMS类型设备，当操作者输入航点时，他们经由用于通过显示手段被显示的专用显示器来这么做。该显示器还可以显示与关系到关心的航点的飞机的时间情况有关的信息。操作者之后可以输入和查看针对该航点的时间约束集。一般来说，该HMI手段能够实现飞行计划信息的输入和评议。
图1显示了本发明的全局技术环境。航空电子设备或者机场设施100(例如与空中交通控制系统通信的控制塔)与飞机110通信。飞机是能够在地球大气层中来回移动的运输手段。例如，飞机可以是一架固定翼飞机或一架直升机(或者无人机)。飞机包括驾驶室舱或驾驶舱120。在驾驶舱内设置飞行设备121(被称为航空电子设备)包括，例如一个或者多个机载计算机(计算、存储器和数据存储手段)，包括FMS、数据显示或视觉化和输入手段，通信手段，和(如适用)触觉反馈手段和滑行计算机。可以在机上提供触屏平板电脑或EFB122，其作为便携式设备或集成到驾驶舱内。所述EFB可以与航空电子设备121进行交互(通过双方通信123的方式)。该EFB还可以与经由网络可访问的外部数据处理资源进行通信124(例如云计算资源125)。特别是，计算可在EFB中被本地地或者部分地或全部地在经由网络可访问的计算手段中生效。该机载设备121一般被认证和管制，然而EFB122和连接的数据处理手段125一般不被认证和管制(或者少一些)。这种结构体系使在机载航空电子设备121侧上的受控安全的情况下将灵活性注入到EFB122成为可能。
该机载设备包括各个屏幕。ND屏幕(与FMS相关联的图形显示)一般布置在视野的主要区域，在面部水平处，而FMD被“下视”地设置。所有通过FMS输入或者计算的信息在所谓的FMD页面上被分组。现有的系统能够实现一页一页地导航，但是屏幕的大小和出于可读性的原因不能将太多的信息放在一页上的必要，使得不能实现对以模拟方式的飞行的当前和将来情形的整体概览。现在的飞机机务人员一般包括两个人，每个人在机舱的一边：“驾驶员”侧和“副驾驶”侧。商用飞机有时候只有一个驾驶员，一些旧的或者军用运输机具有三个人的机务人员。每人在他们的HMI上查看他们感兴趣的页面。在架次的执行期间，来自于大约一百个可能的页面中的两个页面通常被一直显示：首先是“飞行计划”页面，其包括飞机遵循的路线上的信息(具有它们相关联的就距离、时间、海拔、速度、燃料、气流而言的预测的下一个航点的列表)。该路线被划分成过程，其本身包括点(如专利FR2910678中所述的)、进而“性能”页面，其包括用于在短期内引导飞机的参数(速度、海拔上限、下一个海拔变化)。在机上还存在大量可用的其它页面(侧向和垂直修订页面、信息页面、特定于某飞机的页面)，通常大约100个页面。
图2用图表法显示了一个已知的FMS类型飞行管理系统的结构和功能。FMS类型系统200被设置在驾驶舱120里，航空电子设备手段121具有人机接口220，其包括输入手段(例如键盘)，和显示手段(例如显示屏)，或者仅仅触敏显示屏，和至少以下功能：
--导航(LOCNAV)201，用于根据地理定位手段(诸如卫星地理定位或者GPS，GALILEO，VHF无线电导航信标，惯性中心)最佳地定位飞机。该模块与上述地理定位设备通信。
--飞行计划(FPLN)202，用于构成要遵循的路线的“架构”的地理元素的输入，诸如由启程和抵达过程、航点、航线施加的点。FMS一般包括多个飞行计划(飞机随着所谓的“现行的”飞行计划被引导，“临时的”飞行计划能够使修改在未激活该飞行计划上的导航的情况下生效，并运行“非现行的”飞行计划(被称为“辅”)。
--导航数据库(NAVDB)203，用于在数据的基础上构建地理路线和过程，该数据被包括在与点、信标、拦截航段或者高度等等相关的数据库中。
--性能数据库(PERFDB)204，包括飞机的空气动力学和发动机参数。
--侧向飞行路径(TRAJ)205，用于根据飞行计划的点构建连续的飞行路径，遵从飞机的性能和限制约束(RNVA用于区域导航或者RNP用于所需的导航性能)。
--预测(PRED)206，用于在飞行参数和目的地的每一变化处，尤其在每个点上构建侧向的和垂直的飞行路径的优化的垂直廓线并提供距离、时间、海拔、速度、燃料和气流的预测，并显示给机务人员。该描述的方法和系统影响或者涉及计算机的该部分。
导航(GUID)207，用于在其三维飞行路径上的侧向和垂直平面上引导飞机，同时利用通过预测功能206计算的信息优化其速度。在配备有自动驾驶210的飞机上，自动驾驶210可以与导航模型207交换信息。
--数字数据链路208(DATALINK)，用于在飞行计划/预测功能和控制中心或者其它飞机209之间交换飞行信息。
--一个或者多个HMI屏幕220。由FMS计算或者输入的所有信息在显示屏上被分组(FMD、NTD和PFD页面，HUD等等)。在A320或者A380类型的客机上，来自FMS的飞行路径在导航显示(ND)屏上被显示在面部水平处。该导航显示提供了飞机环境的地理视图，显示背景图(确切的性质、外观、其内容可以变化)，有时候具有飞机的飞行计划，架次的特征点(等时间点、爬升的结尾、下降的起始等等)，周边交通，其各个方面的天气诸如气流、风暴、具有冰雪环境的区域等等。在A320、A330、A340、B737/747代的飞机中，不存在与飞行计划显示屏的交互。利用MCDU(多功能控制显示单元)接口的字母数字键盘构建飞行计划。通过输入以表格形式表示的航点列表来构建该飞行计划。关于这些航点的一定量的信息可以经由键盘被输入，诸如飞机在经过航点上必须遵从的约束(速度、海拔)。该方案具有许多缺点。它不能够使飞行路径的直接变形，必须输入连续的航点，存在于航空数据库中(具有标准的AEECARINC424格式的机载导航数据库)的点，或者由机务人员经由他们的MCDU构建的点(例如通过输入坐标)。现有显示屏的给定的大小和分辨率，该方法是令人厌倦的并且不精确的。对于每一个修改，例如为了避免在危险的天气异常里运行的飞行路径的变形，必须再次输入考虑中的区域之外的一连串航点。
基于由驾驶员定义的飞行计划(航点列表)，根据航点之间的几何结构(通常被称为LEG)和/或海拔和速度状况(其被用来计算转向半径)来计算侧向飞行路径。在该侧向路径上，FMS经由任一海拔、速度、时间约束来优化垂直飞行路径(在海拔和速度方面)。由FMS输入和计算的所有信息在显示屏(MFD页面、NTD和PFD、HUD等等显示器)上被分组。图2的HMI部分因此包括：a)FMS的HMI部件，其组建用于发送给显示屏(CDS-驾驶舱显示系统)的数据，和b)CDS本身，其表示屏幕和它的图形驱动器软件，其使绘制飞行路径的显示生效并且还包括能够识别手指的运动的驱动器(在触摸接口的情况下)或者指向设备。
图3显示了根据本发明的方法的步骤的例子。
一般存在建立替换输入模型300的准备步骤，其可以(全部地或者部分地)取代经由键盘或者通过利用触觉设备的具有输入操作的有形设备的手段的字母数字输入操作。在第一步骤300中，可能预先执行，根据本发明的方法可以因此推进以建立一个或者多个替换模型300。替换模型与飞行管理系统FMS的“飞机”相对应。这些模型可以通过修订类型被优化(例如，通过操作或动作或命令或指令或命令类型)。该步骤300可以尤其包括构建数据库的步骤(或者“飞机知识”库)，该数据库包括图形(交互)模型寻址，例如，对于每一个已知的FMS修订，在该修订上的可能的所有的字母数字动作。使用以这种方式定义的这些FMS修订的特性，有可能构建图形领域特定语言(DSL)。在这些准备步骤中，在FMS修订中起作用的参数被特征化。例如，该方法可以确定一套模型(或者模式)以替换要被应用于给定修订的字母数字选择。例如，所述模型可以是以下各项的函数：a)要捕获或输入的数据量、b)要被完成的FMS修订类型、c)参数单元、d)显示范围、e)表示类型、或者f)其它的一般预定义的标准。这些模型之间的联系或者关联以及可能的或由此致使的字母数字值可以是可配置的。
在步骤321中，确定在屏幕上被操纵的目标(或者屏幕的显示部分)。该部分可以是正方形或者矩形或者其它任何几何形状。该显示部分同样可以是不规则的，即非几何形状的。特别是，该显示部分可以是从外部分析模型接收到的。存在针对对屏幕上(或者显示区域的)的目标的指定或选择或指示的若干可能的选项。
在步骤322中，选择与已被确定的目标相关联的修订。因此由驾驶员做出了关于在已被确定的目标上的所需要的修订的选择。例如，在目标上，菜单(下拉或以其它形式)使驾驶员能够从为相关步骤提供的修订列表中选择在该目标上要做出的修订。过滤可以使仅显示针对目标的符合条件的修订成为可能。例如，如果被选择的目标是“到达跑道”，修订可以被提议为诸如DIRECT(直接)或者HOLD(保持)，但不一定输入“海拔约束”或“速度”。根据一个选项，存在FMS的“修订”菜单的系统性资源。根据另一选项，各种可能的交互将被直接显示。根据另一选项，将生成直接和间接交互的组合并将其提议给驾驶员。根据第二选项，除了修订菜单之外，根据本发明的方法进一步提议可直接在目标上进行的所有交互选择(根据其性质)。
在步骤323中，确定被选择的修订的类型。不同的修订实际上可以通过类型来分类。有限数量的族使定义和提供交互模型替换的基础成为可能。与受限制的模型相关联的优点是显著地限制学习曲线和熟悉，增强直观的接口和在该模型中新的和未来的功能的整合。在一个实施例中，该方法将修订分类成子族(图4显示了其一些例子)。
在步骤324中，在已被确定的修订类型的基础上，确定替换交互模型并之后将其优化和/或应用。在步骤324中，当在屏幕(或在另一屏幕)上选择修订时(由于所述修订的类型已被确定)，根据本发明的方法于是确定最合适的HMI交互模型(即最适合于当前的修订)和在各个屏幕上的以优化方式的选择的模型的位置(例如，在各种可用的和/或可接入的屏幕上的信息的空间分布或布置)。
该优化可以尤其考虑到当前的“范围”(即数值限制)和/或表示类型(例如，对垂直表示上的侧向数据的修改与对侧向表示上的相同的侧向数据的修改将会进行不同的模型化)。可以根据不同的时间帧来使用交互模型。在一个实施例中，在选择目标(例如，指示显示区域)之后，例如，根据其特性(例如，如事先定义的，交互约束或要求)，应用模型。在一个实施例中，在与目标或者显示区域相关联的修订被选择的时间处或者之后，应用或者使用该模型。可以通过控制器来管理或者优化对由叠加符号引起的可能的显示的超负荷的管理，例如外部的控制器模块(显示看门狗)。特别是如果选择的目标被显著地修改(在修改的频率和/或次数方面)，这种显示超负荷的情形可能会发生。
将如被确定的替换模型应用于如先前被确定的修订。例如，要应用于修订的模型会是：a)单数据模型的应用，例如，与字母数字单输入族的被操纵参数相对应的单一模型(步骤2.4a或3241)，或者b)多数据模型的应用，例如，多字母数字输入族的单一模型的叠加(步骤2.4或者3242)或者c)纯图形模型的应用，例如，不具有链接到侧向表示上的点的字母数字输入的族的纬度/经度模型(步骤2.4c或者3243)。
具体来说，步骤324中，该方法显示了选自预定义符号体系的一个或者多个图形符号，对应于已在选择的修订的基础上被确定的修订类型。
术语“符号体系”一般是指的符号族或者符号类(其如数据表示模式可以包括大量特定的变量)。下文中使用的术语“符号体系”一般意味或强调类别的观点。
在一些实施例中，不提供交互模型的选择，即显示单个交互图形符号。在适当的情况下，可以在可设想到的不同的交互模式之间可选地做出选择，以使得接下来进行到与已被确定的目标相关联的修订。特别地，该选择可以以不同的交互式图形符号的显示被反映出。不同的交互式图形符号体系在下文被描述。
在步骤331中，在图形符号体系(例如特定符号)显示后，“捕获”与后者交互的驾驶员的动作。在步骤331中，该方法捕获在修订模型上的动作(即接收在修订模型上的动作的指示)：该动作链接或者连接到字母数字值的输入或者与其相关联。换句话说，且特别是，步骤331捕获相对于模型的手指的位置，通过该模型其从中交互并推断出相关联的字母数字变量。
随后该值可能以优化的方式被显示。
例如，该值可以被显示在驾驶员视野范围中的不同位置处，例如在修订手段的附近(手指，光标)或者驾驶舱中的其他位置(平视式显示，增强现实型的叠加，3D演示等等)。
该捕获的值可以以多种方式被呈交(在根据选择它们的返回上)。特别是，在一个特定实施例中，显示通过取决于手指(在触觉接口上)的速度和/或正被修改的参数的航空单元的舍入来生效。实际上，该方法尤其可以利用操纵变量的舍入以确定将在后续步骤中使用的值。该舍入可以根据数据类型来被静态地定义或者经由针对每个操纵变量的舍入数据库。可以有利地利用在触摸接口上的手指(或光标)的移动速度来定义要被应用的舍入。可以有利地使用模型上的在两个限度之间的手指的位置，来定义要被应用的舍入。可以有利地使用相对于模型中心的手指的位置，来定义舍入。其结果(即该数值)随后被送到下一步骤。
在步骤332中，在之前捕获的动作的基础上确定字母数字参数。在一个实施例，确定或者计算值并之后将其显示(可能以实时或者准实时的方式)。可以执行中间数据处理，尤其单位转换。例如，从步骤331(例如在航空单元)接收到的字母数字值的单位可以被转换为对应于由机载系统的数字核心使用的单位(例如，转换为针对FMS的SI单位)。该方法同样可以实现链接值的边界(例如，窗口的最大和最小高度，在一个上的可能间接影响其它的动作)或者通过限制值的边界(例如，考虑到高度上限的地方)。可以为该值(边界等)有利地提供规则数据库。当指向设备到达屏幕的边界时，本发明的可选变量可以有利地采用“自动范围”模式：如果在定义距离期间，手指的移动受到屏幕边界的限制，那么“范围”会被自动修改，例如通过光标的重定位或“范围”中的伴随的变化和在触觉接口上的手指处被修改的“大量的”点。该“范围”可以有利地保持不变，但是数值会被显示在字母数字框中(该“范围”仅会因结果的显示而改变)。在一个实施例中，CDS屏幕本身是“交互式”。例如，交互模式和“范围”的选择是通过操作在平面模式的罗经花向位圈(rose)和圆的弧上的触摸输入来做出的(这种配置有利地避免了当前的旋转器)。
在步骤340中，该方法以实时或者准实时的方式显示了修订的结果，例如，根据如在步骤332中被确定的字母数字值。
在有利的而可选的实施例中，在步骤351中，可以验证模型的正确性。例如，该方法可以确定结果的“飞行能力”并通过相关联的符号体系将后者示出(例如，飞行路径的重叠部分，非可飞的偏移，不可持续的海拔约束等等)。
必要时，在步骤352中，该方法根据以下各项来修改该修订模型，例如，a)所需要的精确性(例如在修订的结尾处，“粗糙”的模型可被集成以便初始化该修订或者用于调整它的“精细的”或“精确的”模型；b)其它修改参数。例如，时间参数修改可以是绝对时间(UTC，通过时钟或者HHMMSS表示而被具体化)，或者相对时间(精密计时器表示)，或者相对于当前时间的延迟(沙漏表示)。当修订被确认(被分别取消)时，更新FMS系统，删除模型，并且该方法返回到检测或者确定在屏幕上操纵的目标(或显示区域)的步骤。
在步骤353和354中，根据本发明的方法可以恢复关于该修订的确认和删除的信息(例如在点击“OK”或“KO”之后)。如果选择点击KO，该方法重复捕获动作的步骤。如果选择点击OK，该方法在SMS的数字核心的水平处确认修订并将被用于修订的符号体系和确认/删除菜单一起删除，此后该方法等候新的修订。
有利的而可选的实施例在下文中被描述。
可选地，由触摸接口上的手指修改的值根据由FMS计算的结果，来改变颜色。例如，白色的值可以指示该计算结果是标称的(即对飞机没有风险)，橙色或者琥珀色的值指示该计算产生接近于可接受的极限值的值，以及红色的值指示不可接受的结果(其会被舍弃或者被自动调整到最接近的可接受的值)。
图4显示了修订分类400的例子和不同的飞机参数(421至429)的例子。该修订被划分为三个基本的主要类型或族或种类或类别：1)不需要字母数字输入的修订族(例如点的移动)；2)字母数字的单输入修订族(涉及仅仅一个参数，例如输入ATO(沿轨道偏移)，其使点能够在相对于另一个的距离的方面上被定义，该参数由此是有符号“+/-”的距离，以及3)字母数字多输入修订族(涉及大量的参数，例如，保持模式的输入)。
对于每一个修订种类，该方法基于或参考预定的“飞机”模型库。这些模型还被称为“单一模型”。一般在航空领域，以及架次管理系统(FMS、EFB、TAXI等等)，各种模型具有类型a)距离和长度b)圆形的偏移c)线性距离d)到达元素e)到元素的角度输出f)海拔g)速度h)时间i)经度/纬度j)质量(mass)k)对准中心l)“整数”类型m)“菜单中的离散列表”类型。
标准的FMS的当前修订(尤其AEECARINC702)，目前在飞的大多数客机和商用飞机包括修订：1)构建或修改点或者航段类型的FMS元素；2)定义与元素(点/航段)相关联的约束；3)定义在部分飞行路径上的约束(定义等候或对齐/返回过程，定义策略上的过程，飞行路径缩短类型，定义气象环境类型，定义飞机状态，定义飞机位置，飞机的不同的飞行计划的管理)。通过根据本发明的方法其它的修订是可能的并可以被操纵的。
图4显示了FMS飞机的9个典型的参数：字符串421，海拔422，速度423，时间424，距离/长度425，角度426，状态/类型427，坐标428，数字429。该参数列表通过示图的形式给出，而不限制本发明：根据本发明的方法可以被应用于任意的预定参数列表(例如，参数可被划分为多个子参数，其可被以不同的方式分组，等等)。
单一的或者基本模型的参数(或者多个参数)的应用范围可以有利地被确定，以便能够仅仅根据经授权的值来选择/修改该参数，例如a)通过对模型应用图形遮罩(例如在参数的最小值和最大值之间)，相关联的优点尤其存在于被显示的模型的通用性质中，其可总是完整的单一模型，或者b)通过图形约束模型本身(例如对于最小值和最大值，相关联的优点于是存在于对边界的快速可读性)。
图5至11显示了根据本发明的符号体系的不同的例子。
在图5至11中显示的各种符号体系可以通过触觉接口手段(“手指”)或者经由对指向设备(例如鼠标光标、轨迹球、旋转器，飞行照相设备的ToF时间，深度传感器，运动传感器，眼部跟踪，头部跟踪，EEG脑电波命令，手势命令，例如通过加速计和/或陀螺仪，触觉传感器等手段)的操纵被互换地使用和实现。换句话说，可以在“光标”版本中和/或者在“触觉”版本中产生根据本发明的符号体系，即仅利用光标或者触觉接口，或者两种类型的接口的组合。
图5显示了用于输入距离的符号体系。初始化交互包括在修订元素或目标上定位图形符号(在图5的例子中，由三角形500表示)。对应于“修改点”的第二图形符号能够使所述修订生效。该第二图形符号在图5的例子中由三角形510来表示。距离的数值被显示，例如在“距离框”530中，例如在“修改点”510的下面。在本例子中，已默认选择了等于零的初始值，但是可以理解的是，可以使用不同的默认值，例如，根据该修订的上下文。
步骤(A)对应于初始情形。在光标版本中，光标可以被自动定位在“起始点”上。在“手指”版本中，根据一个实施例，手指放置在“起始点”上以开始交互。在步骤(B)中，通过移动光标或通过在触觉接口上移动手指，第二图形符号510或者“修改点”510被移动。根据一个实施例，为了保持在视野范围内，“距离框”530也移动。根据替代实施例，“距离框”530保持在固定的位置处。在一个实施例中，字母数字值(即距离)被实时显示在“距离框”530中。对于其部分，该确认可以以不同的方式生效。在其不限制本发明的情况下，该确认可以通过传统的拖放、通过在适当的地方用鼠标点击、从触觉接口上抬起手指，通过按压(例如，双“击”)等等，来生效。在下文中，立即考虑修订或出现“确认框”540(“OK”用于确认修订或“KO”用于取消修订)。如果立即应用修订，驾驶员可以通过“UNDO”按钮的表式来被提供取消最近动作的可能性(在该按钮上的每一次点击将系统返回到其先前的状态)。在光标版本中，光标可以默认可选地被放置在“OK”上。根据替代方案，光标可被留在适当的位置。通过在“OK”上点击/选择的确认终止该修订。对话框消失。
根据特定的实施例，如果在确认步骤中，为了使修改能够继续，手指或者指向装置再次放置在“修改点”上，后者可以回复到第二图形符号的状态。该“确认框”随后消失。该描述的距离符号体系可被用在平板显示上(例如经度/纬度ND)或者通过垂直显示(例如，海拔/距离的VD(垂直显示))。此外，可以仅仅通过点击“海拔框”中的考虑中的单位或者通过手指选择它，来改变单位。例如，有可能从NM(海里)改变到FT(英尺)然后KM(千米)。
图6显示了用于值输入的选项的例子。实际上，为了细化输入值，根据本发明的方法的一个实施例可选地包括一个或多个额外的步骤。随着提起手指，使用被置于显示值的任意一边上的按钮“+”601和按钮“-”602(具有或不具有交叠，具有或不具有显示重叠)，来提议细化该值。例如，这些“+”601和“-”602按扭可以通过将用于修订的数字的显示区域划分成两个部分来实现：点击在左手边的区域上减小修订值，而点击在右手边的区域上增加修订值。这样的图形选项避免了不得不定义新的图形元素。
图7显示了用于处理值的符号体系的例子，该值处在定义的范围内(最小值710和最大值720)。该值的范围以水平或者垂直条700的形式来表示。交互的原则与图5的类似。
在一个实施例中，修订可以是隐含的，例如，根据针对两个元素之间滑动手指的运动，从起始点向指定点。
在第一实例中，出发点是飞行计划上的点。由驾驶员选择飞行计划上的元素，在此之后该元素就飞行计划的另一元素或者MAP(航点、信标等)而言被“滑动”或者移动。可以通过直接将飞行计划的两个点连接并删除中间元素，来自动产生这些两点之间的FPLN“缩短”修订。同样地，在起始点和指定点之间的中断可被自动删除(清除_中断)。可以插入新的航点(例如，如果指定点是MAP上的点)。替代地，为了扩展可能性，可以打开两个元素之间的上下文修订菜单(通过非限制性例子：缩短，插入下一个航点，计算元素之间的距离/方位对，计算飞行到该点的持续时间/燃料，以及如果经过该点(“假使”)在适当的时候计算在目的地处的燃料)。在一个替代方案中，手指被提起而没有指定任何元素。之后，通过创建被定位在驾驶员的手指被提起的位置处的OMD，来执行插入_下一个_航点(Insert_Nxt_Wpt)修订。在替代方案中，“航点”从起始点移动。在替代方案中，可以提议实现直接到位置方位线出(DIRTORADIALOUT)并且该位置方位线通过显示的起始点和指定点来形成。在变型中，可以打开上下文菜单，提议针对插入下一个航点的修订(以及其它参数，诸如“移动航点”和偏移，直接到位置方位线出，等等)。
在第二实例中，起始点是MAP的元素。MAP的元素(航点、助航系统，等等或者位置)进而被选择，之后就飞行计划的元素而言通过手指或光标使得所述元素滑动，在此之后提起手指。在此期间，显示距离和方位。在手指从触觉接口被提起时飞行计划被自动修改。在指定点之前插入起始点。(适当时候)在作为结果的飞行计划中的起始点之前，插入中断。如果起始点不表示来自MAP的已知的元素(仅仅是一个位置)，在OMD中创建点。在替代方案中，为了扩展可能性，打开两个元素之间的上下文菜单(例如，如果起始点是信标，该提议是当到达该点时“调谐”信标)。指定点被起始点所代替。在替代方案中，起始点从飞行计划的点被移动。之后提议通过显示由起始点和指定点形成的位置方位来执行命令或者修订“直接到位置方位线入”(“DIRTORADIALIN”)。
在一个实施例中，屏幕是“多点触觉”屏幕，也就是说其适用于接收多个同时的命令。经由多个手指的触觉交互应该能够实现特定交互。例如，使用若干手指可与值的快速传输相对应，而用一个手指的交互可与减小的滚动速度相对应(但是在另一方面可能会获得更为精确的调整)。
一般来说，使用图形效果可以使得丰富交互成为可能，并且特别地，显示修订的临时方面。例如，修订元素和手指或者光标之间的链接可以以破折号的形式被表示。图形效果(例如，闪烁，动画，颜色代码，赝象，等等)可以使得丰富交互成为可能。
图8显示了针对圆形分离类型模型的符号体系。在图8所示的例子中，仅表示了部分弧形800。在修订的上下文中，可以表示弧形的某部分或全部弧形800(如果未表示全部弧形，这意味着全部弧形被显示在起始元素周围)。初始化交互包括在修订元素上定位(以例子中的三角形形式的图形符号)，修订的“修改弧”(圆)。此外，距离的数值在框810中显示，例如在“修改弧”之下。值1NM(海里)被默认显示，而可以使用根据修订的上下文的不同的默认值。在“光标”版本中，光标可被自动定位在“修改弧”800上，例如，在修订点上。在“手指”版本中，可以将手指放置在“修改弧”800上以开始交互。在下一步骤种，通过移动光标或通过移动手指使光标被移动。“修改弧”800以及“距离框”810随着光标/手指扩展，以便保持在修订的范围内。字母数字值(即距离)在“距离框”810中被实时显示。随后的(例如，确认)步骤以相似的方式展开到上述符号的相对应的步骤。
针对“线性距离”类型模型的符号体系(未在图中表示)可以与用于圆形分离的相同，除了“距离框”可以显示沿着与修订元素相关的飞行路径的距离之外。之后，算法计算圆弧和飞行路径之间的交叉，尽可能接近修订点，并确定修订点与考虑中的交叉之间的飞行路径的长度。对于一些修订，与本实施例相关联的优点在于一个事实，如果修订是所谓的ATO，光标可以随着飞行路径移动。在本实例中，屏幕上的相同上下文中的手指的运动会使得按照手指的飞行路径的移动(重新对齐)或者如果手指不再在相关的飞行路径上时显示圆弧。数值可以是手指和起始点之间的距离或者沿着飞行路径的距离。换句话说，飞机符号被选择并之后使得滑动到A/C的后部(以可选择的方式)并之后滑向屏幕的一边，由此创建偏移和以实时或准实时的对偏移的飞行路径的显示。
图9显示了链接到角度定义的符号体系的例子(利用光标和/或手指)。以相似的方式，初始化交互包括在修订元素上定位(本例子中的三角形900)、修订的“修改半段”910，其与角度罗经花向位圈920相关联(例如，朝向北的圆)。此外，角度数值被显示在“角度框”930中，在“修改半段”910的下方。举例来说，默认指示数值等于0，而可以使用根据修订的上下文的不同的默认值。例如，在“光标”版本中，光标可以被自动定位在修订点上的“修改半段”上。在“手指”版本中，可以将手指放置在“修改半段”上以开始交互。在下一步骤中，通过移动光标或通过移动手指来移动光标。“修改半段”随着光标/手指而移动，“角度框”也同样移动以便保持在视野范围内。字母数字的值(相对于参考的角度，在此是北)被实时显示在“角度框”中。随后的(例如，确认)步骤以相似的方式展开到如上描述的符号的相对应的步骤。该符号体系可尤其用于“朝向元素”的角度修改或者用于“背离元素”的角度修改。为了使该方法能够确定这是一个“朝向”元素的动作还是一个“背离”元素的动作，该方法可将箭头最初定位到默认值(例如，“朝向该元素”)。为了改变方向，点击箭头可以使得转到“背离元素”的值成为可能。在一个实施例，如果蓝色的修订圆被带回到修订点，并经过该点，箭头的方向会被颠倒。在不同的实施例中，为了在视觉上区别两个方向，“IN”或“OUT”特征可被加入到“角度框”中或者运动线上的箭头上(未在图中示出)。该符号体系可被用于平板显示上(例如，经度/纬度ND)或者垂直显示上(例如，海拔/距离CD)。在VD显示的实例中，该符号体系可表示倾斜(海拔增量相对于距离增量)。可以由系统有利地使用光标或者手指的运动速度来关联到操纵变量的更为精细或不那么精细的粒度水平。因此，快速运动可与舍入的以及2度或5度整数角度增量相关联。较慢的运动可与舍入及整数1度，甚至舍入到1/2相关联。在VD类型屏幕上，其上的角度是更为精细的，例如对于1度到4度之间的下降空气动力倾斜，该运动将会被以1/10度来解释。根据一个可选实施例，输入的数值可由以上描述的“+”和“-”按钮的手段来细化。
图10显示了针对海拔模型的符号体系的例子(例如利用光标或手指定义海拔)。初始化交互包括将修订1010的“修改刻度”放置在修订元素1001(与表示飞机的三角形1000相对应)上或在其旁边。海拔数值和其单位被显示在“海拔框”1020中，例如在“修改刻度”的下方。图形符号(在此是圆1001)被具体化在中间的刻度上。通过一种方式或其他方式(根据其是否运动到其中间点之上或者之下)，其运动与海拔的演变相对应。在随后的步骤中，通过由指向设备手段来移动光标，或通过在触觉接口上移动手指，而使光标被移动。图形符号1001随着在“修改刻度”上的选择而移动。海拔数值被计算并在“海拔框”1020中实时显示。
默认初始值可固定为在5000英尺处，而可以使用不同的默认值，例如，根据修订的上下文。在“光标”实施例中，光标可被自动定位在“修改刻度”上，例如在中间。在“手指”实施例中，可将手指放置在“修改刻度”上以便开始交互。与海拔模型相关联的符号体系，相对于完整的海拔刻度(表示40000英尺的刻度，其中在简单的海拔刻度上选择100英尺内将会比较困难)，具有在显示屏幕上占据较小空间的优势。随后的步骤(例如确认)在以相似的方式展开到针对上述符号的相对应的步骤。
此外，单位的变化(例如英尺，米，飞行高度层等)还可通过简单的用手指点击选择来直接实现(例如在“海拔框”)。海拔值可以是被限制的，例如，通过上限值1031或者下限值1032。这些值可以由系统确定(例如，可取决于修订)。如果值碰到终止，“海拔框”可以将值固定在边界处，并且可以实现符号体系的修改以指示针对限制的原因。此外，移动按钮(圆)可改变以指示达到边界。
在不同的实施例(未在图中示出)中，到达边界(最大海拔上限)可通过海拔框1020的特定显示(例如，红色、闪烁等)来被具体化。在不同的实施例中，边界值可有利地被显示在刻度的边界。
图11显示了链接到速度显示的符号体系的例子(光标或者手指)。在不同的实施例中，该显示具有模拟仪表类型：动作直接在仪表的指示器上生效，其中显示的数值作为核对。
未被示出的各个其它的符号体系是可能的，尤其适用于以下各项的符号体系：a)时间类型的模型(时钟、精密计时器、沙漏等等的指针上的动作)，b)纬度/经度类型的模型(例如，实现飞机的更佳位置的交叉显示以及通过经度和纬度的栅格的透明度显示)，c)重量类型的模型(例如，涉及未载货重量，装货重量，乘客重量，燃料重量；在此各种选项是可能的；可使用综合的或总的符号体系或者多个分开的符号体系)，d)定中心模型(例如，从侧面看的飞机具有用于修改对飞机的定中心的一个或多个图形符号，和用于更精确的调整的适当的选项)e)“全部数字”型的模型，和f)“菜单中离散列表”类型的模型(例如，与模型化值相一致的符号体系；为了前缘缝翼和襟翼的定位，例如，表示可以用一个机翼形状的符号)。
一般来说，模型的列表可以被存储在数据库中，例如，根据地面或者机载被配置的预先定义的数据库。
在退出当前的修订之后，无论该修订的性质，根据本发明的方法可利用多种技术。在另一元素上点击(或者触觉选择)取消当前的修订并在选择的新的元素上打开对话框以选择修订。在屏幕上点击或选择对应于修订元素的区域之外的区域可取消当前的修订。对应于修订元素的区域可与具有可配置余量(例如)的用于显示修改图形元素的图形区域相对应(半段，刻度，罗经花向位圈，等等)。在可变实施例中，当修订被选择时，CANCEL(取消)或DELETE(删除)或KO或RETURN(返回)类型按钮可以永久显示，而不是KO和OK按钮，直到KO和OK按钮出现为止(即当修改结束时)。
图12显示了FMS的显示屏1200上的不同符号体系的叠加。
在举例来说的情形中，机务人员想进入保持模式1210，例如在空中加油的指定地点，或者响应于来自空中交通控制的指令、有充分的自由由驾驶员如驾驶员理解的来执行。驾驶员于是寻求优化策略。在实践中，需要大量的字母数字输入，来确定保持模式的几何学。保持模式以四个参数为特征：1)轴线(以度数)，2)方向(左或右)，“L”或“R”，3)直线段的长度(被称为入站航段，典型地以NM(海里)为单位，或者以时间为单位(以分钟或者以秒))，4)距保持模式的距离(以NM，或以度数为单位的旋转角度)。一些FMS中的一些参数可能是非独立的(例如，对应于1/2旋转并取决于侧滚的距离，其在一些实现中可以是速度和海拔的函数)。
图12显示了这样的保持模式，由驾驶员在屏幕盒中输入，具有其各种特性：到达1211保持模式钩点(LACOU)的角度是180度，直行分支1212的长度(被称为入站和出站)是6NM以及宽度1213是2NM。大量的符号体系可能被重叠以输入该保持模式：a)在到达保持模式钩点处的直线段上的“距离长度”模型的符号体系，实现手动修改长度；可选地，在到达保持模式钩点处的直线段上的持续时间(沙漏)型符号体系，实现手动修改行程时间；b)可选地，在保持模式钩点处的“角度”模型的符号体系，c)可选地，在保持模式两个直线段之间的线性距离型符号体系，d)可选地，实现选择保持模式的巡回数的数字“仪表”型符号体系，e)可选地，实现输入退出时间的“时钟”型符号体系，f)用于调整退出处的燃料需求(关于巡回数的操作)的“燃料”型符号体系。根据其它的例子，可能将角度符号体系、线性距离符号体系(直线段的长度)和保持模式的宽度的距离型符号体系等等重叠。
图12因此显示了输入任务的例子，其典型地在驾驶飞机的上下文中。根据本发明的方法大大简化了驾驶员的工作量。驾驶员一眼就可以明白地查看到所有向他们打开的选项，那些各个选项的影响，以及具有涉及信息的输入的相对安全。
图13显示了关于人机交互接口HMI的各个方面，其可以被用来实现根据本发明的方法。除了FMS和/或EFB机载计算机的屏幕之外或替代其，可以使用额外的HMI手段。一般来说，FMS航空电子设备系统(其是由空气调节器认证的系统并且其可具有在显示和/或人体工程学方面的一些限制)可以由非航空电子设备手段进行有利地补充，特别是先进的HMI。在这些先进的HMI当中，本发明的某些实施例可能通过增强现实AR手段(例如，放映机，护目镜等等)和/或以虚拟现实VR(例如，面罩，视频头盔等等)来实现。一些实施例可以是AR/VR的组合或者混合或者换句话说其存在组合的EVS(增强型视觉系统)和/或SVS(合成视觉系统)手段。例如，投射手段可以将信息投射到挡风玻璃上和/或飞机驾驶舱的内部元素上。
特别地，所述人机交互接口可以利用虚拟和/或增强现实头盔。图13显示了驾驶员戴的不透明的虚拟现实型头盔1310(或者半透明的增强现实头盔或者可配置透明度的头盔)。该单独的显示头盔1310可以是虚拟现实(VR)头盔或者增强现实(AR)头盔或者平视显示头盔，等等。该头盔因此可以是头盔式显示器、可穿戴计算机、眼镜或者视频头盔。该头盔可包括计算和通信手段1311，投射手段1312，音频捕获手段1313和视频投射和/或视频捕获手段1314(例如，用于飞机驾驶舱或驾驶室中的可接入的碎片模拟数据)。因此，驾驶员可以-例如，通过语音命令手段-以三维(3D)形式来配置飞行计划的显示。在头盔1310中显示的信息可全部是虚拟的(显示在单独的头盔中的)、完全真实的(例如，投射在驾驶舱真实环境中的可用的平面表面上)或者两者的组合(一部分虚拟显示与现实重叠或者融合而一部分现实显示是经由投射器的)。此外，该显示的特征可以是预定的显示规则和位置规则的应用。例如，人机接口(或者信息)可能被“分布”(分割成分别的部分，可能部分冗余，随后被分布)在各个虚拟屏幕(例如6.10)或者真实屏幕(例如，FMS、TAXI)之间。
本方法的各个步骤可在FMS和/或一个或多个EFB上全部或者部分地实现。在一个特定实施例中，所有的信息独自地显示在FMS的屏幕上。在另一实施例中，与本方法的步骤相关联的信息被独自显示在机载EFB上。最终，在另一实施例中，可以联合使用FMS的屏幕和EFB，例如，通过在各个设备的各屏幕上“分布”信息。以适当的方式实现的信息的空间分布可帮助减少驾驶员的认知负担并因此改善决策制定并使飞行更为安全。
关于系统方面，一些实施例是有利的(例如，在人体工程学方面和关于现有飞机的驾驶舱中的实现的具体可能性)。根据本发明的方法的各个步骤尤其可以实现在FMS的人机接口HMI(其一方面与FMS的核心-FPLN、TRAJ、PRED交互，且另一方面与CDS显示屏幕交互)。对于其部分，模型可被存储在CDS或者FMS中和/或经由数据库可配置。根据本发明的方法的各个步骤同样可以在诸如EFB、ANF、TP地面站或平板电脑的设备中执行。
本发明可以在硬件和/或软件的基础上被实现。如计算机可读媒介上的计算机程序产品可以是可用的。该媒介可以是电的、磁的、光或者电磁的。数据处理手段或资源可以分布式的(云计算)。
本发明的其它各个方面在下文中被描述。
在一个实施例，例如，根据驾驶员某些动作，该方法在屏幕上确定目标元素。之后，该方法确定“替换”基本交互模型。通过“替换”意味着考虑到交互上下文。例如，可以根据选择的修订来确定替换交互模型(随后被使用)。如果预定的修订动作包括字母数字输入，根据本发明的方法可产生包括图形输入动作的显示，所述显示与所述动作相对应并且所述显示根据关于距离、海拔、速度、时间、重量和定中心的离散基本命令中的字母数字/图形替换模型的预定列表来被确定。
在一个实施例中，当在飞行计划元素或者飞行路径的一部分或者在屏幕上被显示的任意其它元素上的动作被确定时，该方法可以从一组预定的遮罩中确定要被应用于选择的元素的“图形遮罩”，并对应于要被操纵的数据。对追踪或者图形抽象水平的管理的优势在于其实现更为灵活的使用。在随后的步骤中，根据本发明的方法可以这样说，将驾驶员在遮罩上的动作转换为字母数字数据，以从中推断要被应用在FMS的核心中的、在飞行计划、飞行路径、预测、导航和其它FMS的功能上的修订。在一个实施例中，随着手指被重复的应用或者放在触觉屏幕上较长的时间(例如，为了快速增加或减少)或者在非触屏上的功能上等同的指向装置，被捕获并被解释的数据被通信到FMS的数字“核心”以计算和显示在FPLN(飞行计划，飞行路径，等等)的元素上被捕获的动作的效果。

Claims (15)

1.一种由图形交互计算机用于驾驶飞机的方法，包括如下步骤：
接收对在所述飞机的显示屏上被选择的目标的指示；
确定与所选择的目标相关联的、所述飞机的一个或者多个飞行计划修订，以及显示一个或者多个所述飞行计划修订；
接收对选择显示的修订的指示；
确定与所显示和所选择的修订相关联的修订类型；
根据所确定的修订类型，显示触觉接口数据输入图形符号，所述数据输入图形符号是在包括多个数据输入图形符号的符号体系中被选择的。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括接收数据的步骤，所述数据的步骤跟随对所述数据输入图形符号的操纵。
3.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括修改所接收到的数据的步骤。
4.根据权利要求2或3所述的方法，所述方法还包括确认所选择的修订的步骤。
5.根据权利要求2或3所述的方法，所述方法还包括修改所选择的修订的步骤。
6.根据上述权利要求中的任意一项权利要求所述的方法，所述方法还包括：
根据包括对驾驶员认知负荷的测量和/或所述飞机的飞行上下文的参数，来修改所述数据输入图形符号的显示的步骤。
7.根据上述权利要求中的任意一项权利要求所述的方法，所述显示所述数据输入图形符号的步骤包括在空间上和/或时间上分布所述显示的步骤。
8.根据上述权利要求中的任意一项权利要求所述的方法，所述方法还包括接收或确定对与在所述飞机的所述显示屏上被选择的所述目标的所述指示相关联的参数的步骤。
9.根据权利要求8所述的方法，所述确定与所选择的目标相关联的所述飞机的所述飞行计划的一个或多个修订的步骤是与对所选择的目标的所述指示相关联的所述参数的函数。
10.根据权利要求8或9所述的方法，所述确定和/或显示触觉接口数据输入图形符号的步骤是与对所选择的目标的所述指示相关联的所述参数的函数。
11.根据上述权利要求中的任意一项权利要求所述的方法，所述确定和/或显示触觉接口数据输入图形符号的步骤是一个或多个参数的函数，所述一个或多个参数包括a)要输入的数据量、b)要做出的所述修订类型、c)输入单位类型、d)显示范围、e)表示类型和/或f)一个或者多个预定标准。
12.一种系统，其包括用于实现根据权利要求1至11中的任意一项权利要求所述的方法的一个或多个步骤的单元。
13.根据权利要求12所述的系统，包括PFD主飞行显示器和/或ND/VD导航显示器和/或MFD多功能显示器。
14.根据权利要求12或13所述的系统，包括飞行管理系统类型的航空电子设备单元和/或电子飞行包类型的非航空电子设备单元和/或增强的和/或虚拟的现实单元。
15.根据权利要求12至14中的任意一项权利要求所述的系统，仅包括触觉类型接口单元。
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