CN108069041B - 用于显示跑道延伸段信息的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种系统和方法，其通过以下来改进现有的航空器显示系统：生成和更新可以叠覆在显示设备上的各种全景和景观图像上的延伸段图像。延伸段图像显示如从所选跑道的远端确定的针对所有相关的可用停止设备的停止位置。此外，航空器显示系统确定所选跑道上的建议区并且在建议区中和附近呈现指示距离和相关信息的有限符号和图像。

Description

用于显示跑道延伸段信息的系统和方法

技术领域

本发明一般地涉及提供跑道着陆信息的显示系统，并且更特别地涉及用于提供跑道延伸段（overrun）信息的改进的显示系统和方法。

背景技术

使航空器在跑道上着陆可以是在认知上非常苛求的。为了正确地执行着陆，飞行员必须查看和综合由各种源和在各种介质中提供的复杂信息。

视觉信息通常以景观或全景图像（诸如导航地图）的形式在显示设备上显示。导航地图可以具有叠覆在其上的文本、图标和符号。取决于当前显示比例设置和方案，表示跑道图标的符号学可能过于小以至于无法提供附加的、相关的着陆信息，诸如所预测的接地点和所预测的停止点。虽然一些显示系统通过在导航地图上提供专用跑道显示区段来解决该顾虑，但是存在对于增强飞行员对相关信息的理解、降低认知负荷和增加飞行员在着陆和做出盘旋决定时的信心的改进的空间。

进一步增强飞行员对相关跑道信息的理解的改进是合期望的。例如，除了呈现代表航空器的当前配置的停止位置之外，呈现包括所有可用停止设备的停止位置信息的所显示的图像是合期望的。除了显示所有可用停止设备的停止位置之外，呈现如从跑道的远端测量的停止位置信息可能是更加直观且无歧义的方案。所提供的系统和方法实现这些改进。另外，示例性实施例的其它合期望的特征和特性将从随后的详细描述变得明显。

发明内容

提供本概述以便以简化的形式描述在具体实施方式中进一步描述的选择概念。本概述不意图标识所要求保护的主题的关键或本质特征，也不意图用作对确定所要求保护的主题的范围的帮助。

依照示例性实施例，提供了一种用于航空器的显示系统。所述显示系统包括计算机，所述计算机包括处理器和计算机可读存储介质。计算机被配置成：从导航系统接收航空器定位和位置；从传感器系统接收航空器状态数据；基于航空器状态数据、航空器定位和位置以及航空器性能数据而确定（a）航空器能量状态，以及（b）航空器的制动状态；确定跑道上的建议区，建议区被定义为从跑道的远端测量的长度；以及基于制动状态而选择性地确定至少一个停止位置。所述显示系统还包括显示设备，所述显示设备响应于计算机并且被配置成：显示表示至少包括建议区的跑道部段的符号；以关于跑道部段的其余部分视觉上不同的方式渲染建议区；以及代表所述至少一个停止位置的每一个停止位置，利用唯一符号叠覆跑道部段。

依照另一实施例，提供了另一显示系统。所述显示系统包括计算机，所述计算机包括处理器和计算机可读存储介质。计算机被配置成：从导航系统接收航空器定位和位置；从传感器系统接收航空器状态数据；确定跑道上的建议区；基于航空器状态数据以及航空器定位和位置而确定（a）航空器能量状态，以及（b）航空器的制动状态；基于航空器能量状态和航空器制动状态而确定（a）从跑道的远端测量的手动制动停止位置，以及（b）从跑道的远端测量的与航空器的制动状态相关联的停止位置。所述显示系统还包括显示设备，所述显示设备响应于计算机并且被配置成：在所显示的图像的专用区域中显示（i）表示所选跑道的符号学，（ii）指示手动制动停止位置的第一符号，以及指示与航空器的制动状态相关联的停止位置的第二符号，每一个叠覆在跑道上，以及（iii）以相等间距的间隔在建议区内布置的数个指示器符号，其中数目小于六。

依照另一实施例，提供了一种用于航空器机载的显示系统的方法。所述方法包括在计算机处从导航系统接收航空器定位和位置；从传感器系统接收航空器状态数据；确定跑道上的建议区；基于航空器状态数据以及航空器定位和位置而确定（a）航空器能量状态，以及（b）航空器的制动状态；基于航空器能量状态和航空器制动状态而确定（a）从跑道的远端测量的手动制动停止位置，以及（b）从跑道的远端测量的与航空器的制动状态相关联的停止位置。所述方法还包括在显示设备上在所显示的图像的专用区域中显示（i）表示所选跑道的符号，（ii）指示手动制动停止位置的第一符号，以及指示与航空器的制动状态相关联的停止位置的第二符号，每一个叠覆在跑道上，以及（iii）以相等间距的间隔在建议区内布置的数个指示器符号，其中数目小于六。

另外，系统和方法的其它合期望的特征和特性将从结合附图和前述背景技术考虑的随后的详细描述和随附权利要求变得明显。

附图说明

此后将结合以下附图来描述本发明，其中相同标号标注相同的元件，并且其中：

图1是依照示例性实施例的用于生成图像的航空器显示系统的功能框图；

图2-7是依照示例性实施例的用于在显示设备上显示的示例性跑道延伸段图像；

图8是来自显示设备的以三维图像的形式的示例性现有所显示的图像；以及

图9-10是依照示例性实施例的适合于供图1的显示系统使用的示例性方法的流程图。

具体实施方式

以下详细描述在本质上仅仅是说明性的并且不意图限制主题的实施例或这样的实施例的应用和使用。如本文所使用的，词语“示例性”意味着“充当示例、实例或说明”。因此，本文描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为相对于其它实施例是优选或有利的。本文描述的所有实施例是示例性实施例，其被提供以使得本领域技术人员能够做出或使用本发明，并且不限制由权利要求限定的本发明的范围。另外，不存在由在前述技术领域、背景技术、发明内容或以下详细描述中呈现的任何明示或暗示的理论定界的意图。

一些实施例可能要求多于一个显示设备或监视器，诸如下视显示屏。显示设备生成所显示的图像，诸如二维移动地图显示，和/或三维透视或合成视觉显示。所显示的图像可以包括航空器的自顶向下视图、导航信息（诸如飞行计划）和地形信息（诸如周围环境）。在所提供的示例性所显示的图像中，为了简化而可能省略地形和/或导航信息的一些细节；然而，要理解到，附加地显示底层拓扑和机场物体，如本领域中已知的那样。此外，在显示器上利用各种符号以标注导航线索（例如航路点符号、互连航路点符号的线段、距离圈）、机场信息、邻近交通、以及附近环境特征（例如地形、天气条件和政治疆界）。

作为概览，本文所描述的实施例一般如下起作用。在识别出所选着陆跑道之后，在叠覆在显示设备上渲染的现有所显示的图像上的专用区域中的二维（2D）或三维（3D）“延伸段图像”中显示所选跑道的最终部段。如本文所使用的，“现有所显示的图像”是指显示在显示设备上的二维（2D）或三维（3D）景观或全景视图。当航空器在最终进场中并且在地面上时，显示延伸段图像。否则从现有所显示的图像移除延伸段图像。在延伸段图像内，利用直观的符号来叠覆跑道部段，所述直观的符号指示具有从跑道的远端测量的距离的各种预测停止位置。预测停止位置基于制动配置。

参照图1，描绘了依照各种实施例的示例性显示系统100的功能图。显示系统100包括计算机102，计算机102可以是机载计算机系统108的整体部分，并且被配置用于可与机载计算机系统108的组件操作通信。机载计算机系统108的组件的非限制性示例包括：无线通信接口110、显示设备112、用户输入设备114、传感器系统116、导航系统118、音频系统120、导航数据库122和地形数据库124。外部源150可以经由无线通信接口110可与计算机102操作通信。在一些实施例中，计算机102与无线通信接口110集成，如通过块103所示。以下详细描述这些功能块。

计算机102包括借由通信总线或其它这样的计算基础设施与有形、非暂时性计算机可读存储介质106通信的至少一个计算机处理器104。处理器104被图示在一个块中，但是可以包括各种不同的处理器和/或集成电路，其集体地实现本文所描述的任何功能。处理器104包括与计算机可读存储介质106通信的中央处理单元（CPU）。I/O接口（未图示）可以是适配成控制和同步从诸如输入/输出设备之类的外围设备到CPU中和离开CPU到所述外围设备的数据流的任何进入/退出设备，所述外围设备用于与机载计算机系统108内的其它功能块对接。

计算机可读存储介质106可以包括任何已知形式的计算机可用或计算机可读（存储）介质。计算机可读存储介质106的计算机可读（存储）介质可以是任何类型的存储器技术，包括任何类型的只读存储器或随机存取存储器或其任何组合。这涵盖多种多样的介质，包括例如但不限于，电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置、设备或传播介质。一些非限制性示例可以包括例如易失性介质、非易失性介质、可移除介质和非可移除介质。术语计算机可读介质及其变型，如在说明书和权利要求中所使用的，是指任何已知的计算机存储介质。在一些实施例中，存储介质包括易失性和/或非易失性、可移除和/或非可移除介质。例如，存储介质可以包括任何的随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、固态存储器或其它存储器技术、CD ROM、DVD、其它光盘储存、磁带、磁盘储存或其它磁性存储设备，以及可以用于存储期望的数据的任何其它介质。为了说明的简化起见，计算机可读存储介质106被图示为计算机102内的单个块；然而，计算机可读存储介质106可以遍及机载计算机系统108而分布，在图1中图示的各种块中的任何一个中，并且可以取决于实现方式而使用固定和/或可移除存储设备的任何组合来实现。

计算机可读存储介质106存储处理器可读指令152。处理器可读指令152可以跨存储在计算机可读存储介质106中的一个或多个模块和应用分布或在其之中分布。处理器可读指令152可以体现一个或多个程序或应用，所述一个或多个程序或应用可以由处理器104加载和执行。在处理器可读指令152内，延伸段模块154包括针对足以执行如本文所描述的显示系统100的功能的各种信息片段、规则和算法之中的关系的程序代码和预先限定的规则。具体地，与显示系统100相关联的方法或过程的步骤的执行包括执行体现在延伸段模块154中的处理器可读指令。

用户输入设备114可以是各种已知用户输入设备中的任何一个或组合，所述已知用户输入设备包括但不限于，触敏屏幕、诸如鼠标、跟踪球或操纵杆和/或键盘之类的光标控制设备（CCD）（未示出）、一个或多个按钮、开关或旋钮。在所描绘的实施例中，用户输入设备114包括CCD和键盘（未示出）。用户经由用户输入设备114提供输入。在一些实施例中，集成用户输入设备114和显示设备112。

可以由计算机102和处理器104经由无线或有线通信接收数据。无线通信可以包括来自外部源150的数据，诸如空中交通控制（ATC）、交通信息服务和广播（TIS-B）、自动相关监控广播（ADS-B）、航空器通信寻址和报告系统（ACARS）、卫星、航空信息发布（AIP）数据的源，以及类似的源。无线通信可以由无线通信接口110接收，所述无线通信接口110包括操作耦合到诸如处理器104之类的至少一个处理器的至少一个接收器和至少一个发射器。无线通信接口110可以使得计算机102能够建立和维护去到外部源的无线通信链路。无线通信接口110可以执行信号处理（例如数字化、数据编码、调制等），如本领域中已知的。如所提到的，在一些实施例中，无线通信接口110与计算机102集成，如通过块103所示。

有线通信可以包括来自机载计算机系统中的组件的数据。具体地，可以从传感器系统116接收航空器状态数据，所述传感器系统116包括足以用于检测和提供航空器状态数据的传感器和软件，并且可以从导航系统118接收航空器定位和位置数据，所述导航系统118包括足以用于检测和提供航空器位置和定位以及用于检测和提供所检测到的天气数据的传感器、设备、仪器（诸如机载雷达、雷达高度计和全球定位系统（GPS））和软件。此外，可以从诸如导航数据库122和地形数据库124之类的航空器数据库接收数据。

地形数据库124包括代表航空器在上方飞行的地形的各种类型的数据，并且导航数据库122包括各种类型的导航相关数据。更具体地，地形数据包括由计算机用于渲染显示设备上的环境显示的环境特征数据和高度信息。导航数据包括飞行计划相关数据，诸如例如航路点、航路点之间的距离、航路点之间的航向、机场数据（诸如布局、尺寸、物体、航空器进场信息等）、导航辅助、障碍物、特殊用途空中空间、政治疆界和通信频率。将领会到，尽管为了清楚和方便而将地形数据库124和导航数据库122示出为分离的并且示出为与计算机102分离地存储，但是这些数据库122、124中的任何一个中的一些或全部可以加载到计算机可读存储介质106中，或者与处理器104整体形成。地形数据库124和导航数据库122还可以是与机载计算机系统108物理分离的设备或系统的部分。

传感器系统116可以使用现在已知的或将来开发的各种类型的惯性传感器、系统和或子系统来实现，以用于检测和供给各种类型的航空器状态数据。传感器系统116可以附加地包括线路可更换单元（LRU）、换能器、加速度计、仪器和其它公知设备。航空器状态数据可以变化，但是优选地包括代表航空器状态的数据，诸如例如航空器速度、航向、海拔以及姿态、俯仰、滚动和偏航。传感器系统还可以检测航空器状态数据的各方面（空速、海拔、垂直速度、剩余燃料、故障、条件、推力级、航空器配置和所检测到的天气和温度）。如本文所使用的，航空器配置包括以下的定位：起落架、减速板（speed brake）和缝翼（slat）/襟翼（flap）。

导航系统118可以包括多信道GPS接收器，其中将每一个信道调谐成接收由绕地球轨道运行的GPS卫星（未图示）的星座发射的一个或多个GPS广播信号。每一个GPS卫星每天绕地球两次，并且轨道布置成使得至少四个卫星总是在来自地球上的几乎任何地方的视线内。GPS接收器在从GPS卫星中的至少三个并且优选地四个或更多个接收到GPS广播信号时确定GPS接收器与GPS卫星之间的距离以及GPS卫星的定位。基于这些确定，导航系统118可以使用称为三边测量的技术确定例如航空器定位、对地速度和地面航迹角。在一些实施例中，由导航系统118向处理器104供给导航数据，处理器104可以从所述导航数据确定诸如从其的航空器滑翔斜率偏差之类的参数。在其它实施例中，导航系统118被配置成确定和向处理器104供给参数。除了GPS数据之外，导航系统118可以提供时间/日期信息、航向信息、天气信息、飞行路径数据、航迹数据、雷达海拔数据、地理海拔数据、风速数据、风向数据等。

显示设备112响应于来自处理器104的命令而选择性地渲染文本、图形和/或图标信息，从而以现有所显示的图像的形式向用户供给视觉反馈。如以上所描述的，现有所显示的图像可以是三维合成视觉图像，包括地形、物体和机场特征。将领会到，可以使用适合于以可由用户查看的格式渲染文本、图形和/或图标信息的众多已知显示设备中的任何一个实现显示设备112。这样的显示设备的非限制性示例包括阴极射线管（CRT）显示器，以及平板显示器，诸如LCD（液晶显示器）和TFT（薄膜晶体管）显示器。显示设备112可以实现为面板安装的显示器、HUD（平视显示器）或实现为众多已知显示技术中的任何一个。在所描绘的实施例中，显示设备112被配置为主飞行显示器（PFD）。然而，显示设备112可以被配置为众多类型的航空器驾驶舱显示器中的任何一个。例如，其可以被配置为多功能显示器、水平状态指示器或垂直状态指示器。在一些实施例中，显示设备112和音频系统120可以一起用于更改和引导飞行员或机组人员的注意力。音频系统120被配置成从计算机102（或103）和机载计算机系统108接收命令和数据并且响应于其而发射声音和音频。

在操作中，处理器104被配置成：从导航系统118接收航空器定位和位置，并且从传感器系统116接收航空器状态数据。处理器104处理来自导航系统118和传感器系统116的航空器状态数据以及航空器定位和位置数据以确定（a）航空器能量状态，以及（b）航空器的制动状态。从接收自传感器系统116和导航系统118的多个航空器飞行参数确定航空器能量状态。被处理以确定航空器能量状态的航空器飞行参数包括空速、对地速度、跑道上方的海拔、到跑道的距离、航空器配置和发动机推力设置。制动状态被定义为来自包括手动制动、高等自动制动（HI）、中等自动制动（MED）、低等自动制动和仅反推力器（TR）的集合的一个配置。

处理航空器制动状态以选择性地确定一个或多个停止位置。一些制动状态配置包括计算机102在停止位置的选择性确定中考虑在内的交互，诸如：当自动制动关断时仅发生手动制动；然而，可以与手动制动组合地利用反推力器制动；并且，当自动制动为高时，可以不确定或显示最大手动制动。

处理器104参考机场数据以获得诸如尺寸、位置和取向之类的跑道数据。从跑道数据，处理器104识别跑道（图2，204）的远端（图2，203）。如本文所使用的，跑道的“远端”是跑道的与跑道的入口或着陆端相对的端（即跑道的终止，在此之前必须安全地停止航空器）。当识别出跑道的远端时，处理器104做出从远端测量的本文所描述的各种距离确定。处理器104确定跑道上的建议区，将建议区定义为从跑道的远端测量的所选跑道的预定长度。用于建议区的预定长度可以是总体所选跑道长度的离散数目或百分数，并且可以被接收作为用户输入或从计算机可读存储介质检索的被存储值；一般地，建议区小于跑道的总长度的一半，并且优选地近似为跑道的最后三分之一。

航空器性能数据可以合并来自传感器系统116和导航系统118的数据，可以随时间累积和/或处理，并且可以存储在计算机可读存储介质106中。处理器104处理航空器能量状态、航空器制动状态、航空器定位和位置，以及航空器性能数据，并且选择性地确定来自包括以下各项的集合中的至少一个：（a）作为从跑道的远端测量的距离的手动制动停止位置，（b）被测量为距跑道远端的距离的与航空器的制动状态相关联的停止位置，以及（c）当航空器在地面上时，被测量为距跑道远端的距离的当前减速停止位置。

应当理解的是，图1是出于解释和描述的简易性目的的显示系统100的简化表示，并且图1不意图以任何方式限制主题的应用或范围。在实践中，显示系统100和/或航空器将包括用于提供附加功能和特征的众多其它设备和组件，如本领域技术人员将领会到的那样。

总结图1，处理器104被配置成响应于来自传感器系统116、导航系统118、地形数据库124和导航数据库122的数据，处理数据并且向显示设备112供给适当的命令使得其可以渲染和持续地更新现有所显示的图像。此外，处理器104被配置成处理来自传感器系统116、导航系统118、地形数据库124和导航数据库122的数据以向显示设备112供给适当的命令，使得其可以显示具有表示跑道部段的符号的延伸段图像，所述跑道部段叠覆有可以用于最终进场和着陆的相关但是直观的符号。以下更加详细地描述该功能。

图2-7是依照示例性实施例的用于在显示设备112上显示的示例性跑道延伸段图像。在图2-7中的每一个中，预定高度和宽度的相同专用区域由计算机102用于生成延伸段图像。然后将延伸段图像叠覆在显示设备112上的现有所显示的图像上，如本文所描述的那样。

参照图2，描绘了延伸段图像200。基于用户输入以及导航和地形数据而识别所选跑道204。处理所选跑道204的尺寸和取向，并且识别所选跑道204的远端203。具有从远端203测量的长度的矩形符号表示跑道部段254。跑道部段254可以包括整个跑道，然而，当其仅包括跑道的部分时，从远端203测量跑道部段254的长度。在跑道的着陆或入口侧上显示跑道标识206（着陆侧与远端203相对）。在图2中，航空器在飞行中，并且示出描绘以下的符号：预测触地点208（被描绘为圆环），以及长着陆阈值（threshold）线210（被描绘为点线）。此外，示出指示最大仅手动制动位置的第一符号212（被描绘为具有靠近它的文本“MAX”的虚线）和指示与航空器的制动状态相关联的停止位置的第二符号214（在该示例中，制动状态为仅低等自动制动，因此仅自动制动停止条，其被描绘为具有靠近它的文本“LOW”的杠铃）。本领域技术人员将容易领会到，用于以上描述的表示的符号学是代表性而非限制性的。在延伸段图像200内显示的附加的文字数字符号指示附加的信息，诸如到跑道204的远端203的剩余距离216和表面条件218。

计算机102确定跑道204上的建议区250，建议区250被定义为跑道的最终部分，并且因而建议区250是针对飞行员或机组人员的注意区域。建议区250具有从跑道204的远端203测量的长度，其朝向跑道204的前端或入口端延伸。建议区250的长度小于跑道204的总长度的一半。建议区250的入口侧256向飞行员或机组人员提供航空器（图3，304）关于跑道204的最终部分的位置的直观视觉指示器。在一些实施例中，建议区250大体为3000英尺，其中“大体”被定义为加或减百分之十。

为了进一步帮助飞行员或机组人员快速地把握建议区250的位置和大小，计算机102可以将建议区的长度划分成相等大小的区段并且利用数个指示器符号252叠覆建议区250。指示器符号252布置在从远端230的相等间距的间隔处，使得每一个指示器符号252关于其它区段和关于所显示的跑道的其余部分在视觉上区分建议区250的区段。在各种实施例中，数目小于六，并且优选地为三。数目是小的以提供建议区250内的测量的直观视觉指示器，但是没有使相应建议区凌乱。在图2中，将指示器符号252描绘为在跑道204的中心开口并且通过1000英尺分离的线（即区段为1000英尺长）；然而，指示器符号252可以跨跑道宽度延伸，或者采取各种其它形式。

图3中描绘的延伸段图像300是针对地面上的航空器的示例性延伸段图像。图2的预测触地点208不再适用，并且用于指示预测触地点208的圆环符号被针对航空器304的预测停止位置符号302（被描绘为三个维度上的球体）取代。指示最大仅手动制动位置的第一符号212（被描绘为具有靠近它的文本“MAX”的虚线）保持在图3中显示。在图3的实施例中，制动状态为仅反推力器，因此指示与制动状态相关联的停止位置的第二符号214描绘仅反推力器预测停止线（被描绘为具有靠近它的文本“TR”的实心停止条）。

在图4-7中，描绘了依照示例性实施例的各种延伸段图像。在图4和延伸段图像400中，第二符号214指示与自动制动关断并且仅反推力器的制动状态相关联的停止位置。图5和延伸段图像500，第二符号214指示与高等自动制动的制动状态相关联的停止位置，在该情况下，未描绘最大手动制动停止位置（第一符号212）。在图6和延伸段图像600中，第二符号214指示与中等自动制动开启（被描绘为“MED”）的制动状态相关联的停止位置。在图7和延伸段图像700中，第二符号214指示与低等自动制动开启（被描绘为“LO”）的制动状态相关联的停止位置。

图4-7的比较示出在图4中和在图7中，航空器304的制动状态在航空器304到达跑道的远端203之前将不使航空器304停止，然而利用最大手动制动212，航空器304将能够在跑道204的远端203之前停止。此外，在比较图4与图7中，人们可以观察到，最大手动制动212将在图4中在建议区250的入口侧256附近使航空器304停止，但是在图7中在跑道204的远端203附近（其中具有最大手动制动的预测停止位置（第一符号212）靠近最后的指示器符号702）。图6略微更加精细，其示出最大手动制动212或航空器304的规定制动状态（中等自动制动）二者任一被预测为在航空器304到达跑道204的远端203之前使其停止；然而，与位于最后的指示器符号604附近（远端203之前的距离的近似1/3）的针对中等自动制动的停止距离相比，针对最大手动制动的停止位置（第一符号212）被预测为提供附加裕度，其位于第二指示器符号602附近（远端203之前的距离的近似2/3）。

进一步考虑图4至7，人们可以容易地领会到，各种警报方法可以用于对本文所描述的延伸段场景按优先级排序。在各种实施例中，音频系统120可以用于发射听觉警报。此外，可以采用应用于延伸段图像内的符号学的颜色方案（诸如绿色用于安全、黄色用于注意，并且红色用于警报）和/或闪烁的文本。作为非限制性示例，当规定的制动状态被预测为在从跑道204的远端203测量的预定阈值安全距离之前使航空器304停止时，如图5中所示，可以以绿色显示指示器符号252和跑道204的边界，其中在其余跑道部段254中不利用绿色。当以此方式被利用时，预定阈值安全距离可以是建议区250的入口端，或用户经由用户输入布置的从远端203测量的任何其它位置。继续该示例，可以响应于确定与制动状态相关联的停止位置小于预定阈值安全距离而改变指示器符号252和跑道204的边界的渲染的颜色（例如，但是从绿色改变成琥珀色，以指示注意警报，并且到红色以指示警告，其中的每一个表示从远端203测量的预定阈值安全距离的百分比（即30%和70%）。在另一示例中，当最大手动制动停止距离（第一符号212）在建议区的最后2/3中时，如在图7中，指示器符号252/702和跑道204的边界可以以红色显示，其中在其余跑道部段254中不利用红色。在又一示例中，当航空器304被预测为不能够在跑道204的远端203之前停止时，处理器104可以命令显示设备112改变跑道部段254的颜色。

图8是来自显示设备112的以三维图像800的形式的示例性现有所显示的图像，其示出针对延伸段图像200的设想位置。如所提到的，预定高度和宽度的相同专用区域由计算机102用于生成针对本文所描述的每一个制动场景的延伸段图像200。示例性三维图像800包括罗盘804、高度计808、垂直英尺每分钟指示器810、空速指示器812、飞行路径标记物814和本领域技术人员已知的其它信息。还可以显示附加的数据（未示出），并且可以省略图像800中所示的那些指示器中的一些。

图9和图10是针对显示系统100可以实现的过程的流程图。在所提供的实施例中，包括处理器104和计算机可读存储介质106的计算机102执行过程步骤。如鉴于本公开可以领会到的，过程步骤的次序不限于图9-10中图示的顺序执行，而是过程步骤可以酌情并且依照本公开而以一个或多个变化的次序执行。如还可以领会到的，可以在不更改过程的精神的情况下添加或移除过程的一个或多个步骤。

在902处，从机载计算机系统108内的系统接收数据。从导航系统118接收航空器定位和位置，并且从传感器系统116接收多个航空器状态数据。还可以在902处接收用户输入，诸如预定阈值安全距离、针对建议区的预定长度以及飞行路径信息。在904处，计算机处理航空器状态数据以及航空器定位和位置以确定航空器能量状态和航空器的制动状态（结合图1定义制动状态）。在906处确定建议区。如之前所提到的，建议区是跑道的最终部分，其具有从跑道204的远端203测量的预定长度，因而确定建议区包括检索诸如取向和尺寸之类的跑道204数据。

基于在904处确定的制动状态、航空器定位和位置以及航空器性能数据，过程900选择性地确定至少一个停止位置（在908、910和1004处描绘的各个停止位置的确定）。在908处，确定从远端203测量的最大手动制动停止位置。在一些实施例中，当制动状态是高度自动制动时，不确定最大手动制动停止位置。在910处，确定如从远端203测量的针对制动状态的停止位置。

在912处，计算机102命令显示设备将延伸段图像200叠覆在所显示的图像上，诸如图像800。如果延伸段图像200已经被叠覆在所显示的图像800上，在912处简单地更新它。如本文所描述的，延伸段图像200可以显示有表示跑道部段254的符号学，在其上具有以相对于跑道部段254的其余部分的渲染而在视觉上不同的方式渲染的建议区250，并且对于选择性确定的至少一个停止位置中的每一个停止位置，利用代表其的唯一符号（即以下中的一个或多个：指示最大手动制动停止位置的第一符号212；指示与航空器304的制动状态相关联的停止位置的第二符号214；以及（1）指示当前预测停止位置的第三符号（在1004处确定）以及（2）针对航空器304的符号）叠覆跑道部段。

延伸段图像200还可以具有显示在其上的指示器符号以在视觉上指示距离。在914处，过程900基于之前确定的建议区和建议区划分成的部段数目（n）（数目n是用户选择的或者预加载到计算机可读存储介质106中）而确定指示器符号252。指示器符号252被叠覆在建议区250上，其与彼此相等间隔开并且位于从远端203测量的距离处。

在916处，处理航空器定位和位置以确定航空器304是否在地面上。如果航空器304在地面上，处理器继续到920。如果航空器304不在地面上，它仍旧在空中，并且过程继续到918。当航空器在918处不在地面上时，如果航空器在最终进场，过程900在1008处显示长着陆阈值线，这可以牵涉比较用户输入数据与之前上传的飞行路径数据，以及针对机场信息而参考一个或多个数据库。在1010处，过程900显示或利用针对预测触地点的符号叠覆延伸段图像200。可替换地，当确定航空器304在地面上时，过程900在1002处在表示航空器304的当前位置的位置中在延伸段图像200上显示针对航空器304的符号。在1004处，过程900确定预测停止位置，并且在1006处，过程显示或叠覆指示当前预测停止位置的符号。

本文所描述的系统和方法通过以下来改进现有的航空器显示系统：生成和更新可以在显示设备112上的各种全景和景观图像上的专用区域中显示的延伸段图像200。具体地，经改进的航空器显示系统确定所选跑道204上的建议区250，并且在建议区250中和附近呈现关于所选跑道204的远端203定位的符号和图像。

本领域技术人员将领会到，结合本文所公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件或二者的组合。以上在功能和/或逻辑块组件（或模块）和各种处理步骤方面描述实施例和实现方式中的一些。然而，应当领会到，这样的块组件（或模块）可以通过被配置成执行指定功能的任何数目的硬件、软件和/或固件组件来实现。为了清楚地说明硬件和软件的该可互换性，将一般地在其功能方面描述各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。这样的功能实现为硬件还是软件取决于特定应用和在总体系统上强加的设计约束。技术人员可以针对每一个特定应用以不同的方式实现所描述的功能，但是这样的实现决策不应当被解释为导致脱离本发明的范围。例如，系统或组件的实施例可以采用各种集成电路组件，例如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，其可以在一个或多个微处理器或其它控制设备的控制之下实施各种功能。此外，本领域技术人员将领会到，本文所描述的实施例仅仅是示例性实现方式。

结合本文所公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以利用通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或设计成执行本文所描述的功能的其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但是在可替换方案中，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核结合的一个或多个微处理器，或任何其它这样的配置。

结合本文所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接以硬件、由控制器或处理器执行的软件模块或二者的组合来实现。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪速存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除盘、CD-ROM或本领域中已知的任何其它形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器，使得处理器可以从存储介质读取信息和向其写入信息。在可替换方案中，存储介质可以与处理器是一体的。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。

在本文档中，诸如第一和第二等之类的关系术语可以仅仅用于区分一个实体或动作与另一实体或动作而不一定要求或暗示这样的实体或动作之间的任何实际的这种关系或次序。诸如“第一”、“第二”、“第三”等之类的数字序数简单地标注多个中的不同单个体，并且不暗示任何次序或顺序，除非由权利要求语言具体地限定。任何权利要求中的文本顺序不暗示必须根据这样的顺序以时间或逻辑次序执行过程步骤，除非由权利要求的语言具体地限定。过程步骤可以以任何次序互换而不脱离本发明的范围，只要这样的互换不与权利要求语言冲突并且不是逻辑上无意义的。

另外，取决于上下文，使用在描述不同元件之间的关系中的诸如“连接”或“耦合到”之类的词语不暗示必须在这些元件之间做出直接的物理连接。例如，两个元件可以物理地、电子地、逻辑地或以任何其它方式通过一个或多个附加元件连接到彼此。

虽然已经在本发明的前述具体实施方式中呈现了至少一个示例性实施例，但是应当领会到，存在众多变型。还应当领会到，一个或多个示例性实施例仅仅是示例，并且不意图以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。而是，前述具体实施方式将为本领域技术人员提供用于实现本发明的示例性实施例的方便路线图。要理解到，可以在示例性实施例中所描述的元件的功能和布置中做出各种改变而不脱离如在随附权利要求中阐述的本发明的范围。

Claims (9)

1.一种用于航空器的显示系统，包括：

计算机（102），所述计算机包括处理器（104）和计算机可读存储介质（106），所述计算机被配置成：

从导航系统（118）接收航空器定位；

从传感器系统（116）接收航空器状态数据，所述航空器状态数据包括剩余燃料、故障、条件、推力级和航空器配置；

处理航空器状态数据和航空器定位以及航空器性能数据以确定（a）航空器能量状态以及（b）航空器的制动状态，其中所述制动状态是来自包括以下的集合中的一个：（i）最大手动制动，（ii）仅反推力制动，（iii）最大手动制动与反推力制动，以及（iv）高等自动制动，（v）中等自动制动和（vi）低等自动制动；

确定跑道（204）上的建议区（250），建议区被定义为从跑道的远端（230）测量的跑道长度的大体上最后三分之一；以及

当制动状态是高等自动制动时，确定高等自动制动停止位置；

当制动状态不是高等自动制动时，确定针对最大手动制动（212）的停止位置和针对所述制动状态的停止位置；

确定剩余到跑道的远端的距离；

确定航空器是否在飞行中；以及

显示设备（112），所述显示设备响应于计算机并且被配置成：

显示表示包括建议区的跑道部段的符号学；

以关于跑道部段的其余部分视觉上不同的方式渲染建议区（250）；以及

针对每一个停止位置，利用代表其的唯一符号叠覆跑道部段；

剩余距离（216）；

表面条件（218）；

以及

当航空器在飞行中时在跑道上叠覆指示以下的符号：（i）预测触地点（208），和（ii）最大触地点，其定义为长着陆阈值线（210）。

2.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述计算机还被配置成：

确定航空器何时在地面上；以及

当航空器在地面上时，处理航空器能量状态和制动状态以确定当前减速停止位置，以及

命令显示系统（i）移除指示预测触地点的符号（208）和指示最大触地点的符号（210），并且（ii）显示指示当前减速停止位置的符号（302）。

3.根据权利要求2所述的显示系统，其中所述处理器还被配置成

利用以近似1000英尺的相等间距的间隔在建议区内布置的数个指示器符号（252）叠覆建议区，其中数目小于六。

4.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述处理器还被配置成：

当航空器被预测为不能够在跑道的远端（203）之前停止时改变跑道部段（254）的颜色。

5.根据权利要求1所述的显示系统，还包括音频系统（120），所述音频系统被配置成从计算机（102）接收命令并且响应于其而发射声音和音频，并且其中所述计算机还被配置成：

当确定航空器被预测为不能够在到达跑道的远端之前停止时，命令音频系统（116）发射听觉警报。

6.根据权利要求1所述的显示系统，其中计算机（102）还被配置成接收预定阈值安全距离，并且响应于确定与航空器的制动状态关联的停止位置超过预定阈值安全距离而以第一颜色渲染跑道的边界和指示器符号。

7.根据权利要求6所述的显示系统，其中计算机还被配置成响应于确定与航空器的制动状态关联的停止位置在预定阈值安全距离之前而将第一颜色改变成第二颜色。

8.一种用于航空器机载的显示系统的方法，所述方法包括：

在计算机（102）处，

从导航系统（118）接收航空器定位；

从传感器系统（116）接收航空器状态数据，所述航空器状态数据包括剩余燃料、故障、条件、推力级和航空器配置；

确定跑道上的建议区（250），建议区被定义为从跑道的远端（230）测量的跑道长度的大体上最后三分之一；

确定剩余到跑道的远端的距离；

基于航空器状态数据和航空器定位和位置而确定（a）航空器能量状态以及（b）航空器的制动状态，其中所述制动状态是来自包括以下的集合中的一个：（i）最大手动制动，（ii）仅反推力制动，（iii）最大手动制动与反推力制动，以及（iv）高等自动制动，（v）中等自动制动和（vi）低等自动制动；

以及

当制动状态是高等自动制动时，确定停止位置；

当制动状态不是高等自动制动时，确定针对最大手动制动的停止位置和针对所述制动状态的停止位置；

确定航空器是否在飞行中；以及

响应于来自计算机系统的命令在显示设备上在定义为跑道部段（250）的所显示的图像的专用区域中，

显示表示所选跑道的符号学，以关于跑道部段的其余部分视觉上不同的方式渲染建议区（250）；

针对每一个停止位置，利用代表其的唯一符号叠覆跑道部段；

利用剩余距离（216）叠覆跑道部段；以及；

利用跑道的表面条件（218）叠覆跑道部段；以及

当航空器在飞行中时在跑道上叠覆指示以下的符号（208）：（i）预测触地点，和（ii）长着陆阈值线（210），其定义为最大触地点；并且

当航空器不在飞行中时，处理航空器能量状态和制动状态以确定当前减速停止位置，以及

命令显示系统（i）移除指示预测触地点的符号（208）和指示最大触地点的符号（210），并且（ii）显示指示当前减速停止位置的符号（302）。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括利用以从跑道的远端（203）测量的相等间距的间隔的指示器符号（252）叠覆建议区（250）。

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