CN108460995A - 用于防止跑道侵入的显示系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于防止跑道侵入的显示系统和方法。本公开一般地涉及航空器的飞行驾驶舱中的显示系统，并且还涉及用于提供此类显示的方法。更特别地，为了增加机组人员情境感知和防止跑道侵入的目的，本公开的显示和方法被配置成将机场表面照明信息与从多个空中交通管制（ATC）通信信道接收的信息进行集成。

Description

用于防止跑道侵入的显示系统和方法
技术领域
本公开一般地涉及航空器的飞行驾驶舱（flight deck）中的显示系统，并且还涉及用于提供此类显示的方法。更特别地，为了增加机组人员情境感知和防止跑道侵入的目的，本公开的显示和方法被配置成集成机场表面照明信息与从多个空中交通管制（ATC）通信信道接收的信息。
背景技术
随着增加的空中交通和越来越繁忙的机场，以既安全又高效的方式管理在空中和在地面上两者的终端区域（terminal area）交通是期望的。关于终端区域交通，到跑道上的任何未授权的侵入，无论航空器是否存在潜在的冲突，都被视为跑道侵入。在起飞、进近（approach）和地面操作期间，跑道侵入持续威胁航空安全。空中交通管制员（air trafficcontroller）通常结合机场标志和机场表面照明经由语音（无线电）通道来发布起飞、进近、着陆和滑行道许可（taxiway clearance），所述机场表面照明诸如跑道灯光和滑行道灯光。为了协助交通的安全的和有序的流动，可以动态地管制机场表面照明以向关心其许可指令的航空器发信号。虽然如今存在若干自主系统，但是归因于不良能见度、疲劳、位置感知的缺乏、误解空中交通管制（ATC）许可、多个或冲突的ATC许可或无意的飞行驾驶舱注意力分散的人类差错保持不同的可能性。
在终端区域中，机组人员不断地收听指定用于本机（ownship）以及还用于周围交通的ATC通信。这些通信协助机组人员构造周围环境的心理图片（mental picture），并且它们还允许机组人员预期和理解将由区域中的其他航空器采取的预期的动作。在许多机场处，存在用于与各种ATC位置的通信的各种离散的无线电通信频率，所述各种ATC位置诸如地面管制员、塔台（本地）管制员和进近管制员。基于飞行任务的当前阶段（滑行（taxi）、进近、起飞等），不同的航空器对这些通信信道中的任何通信信道感兴趣并且调谐到这些通信信道中的任何通信信道是可能的。安全的滑行、起飞或着陆需要不同的管制员和区域中的任何航空器的机组人员的认真协调。在此类场景中，当给定的跑道由于多个航空器的当前飞行任务阶段对该多个航空器有意义时，对机组人员而言其难以估量（measure）周围交通的意图，并且对机组人员而言仅仅依赖于ATC通信或表面照明系统来执行飞行任务也可能是有风险的。
因此，在现有技术中存在对协助减小跑道侵入的发生率（incidence）的改进的侵入检测系统和直观的显示系统以及航空器显示方法的需要。这些显示方法应考虑基于地面的照明系统和各种空中交通管制频率上的空中交通管制通信两者。因此，提供自主系统将是期望的，所述自主系统可以收听来自它们的相应的无线电通信信道上的各种机场交通管制员以及其他源的通信信息并且使来自它们的相应的无线电通信信道上的各种机场交通管制员以及其他源的通信信息相互关联，以向机组人员呈现跑道状态的直观的显示。此类系统毫无疑问地将通过自动地处理来自多个信道源的语音指令并且标识影响本机航空器的相关的指令来增加飞行员效率、增加情境感知并且改进安全的和高效的终端区域操作。系统应利用语音通信的所有的益处并且以飞行驾驶舱显示和警告系统的形式向飞行员提供关于对飞行任务的安全执行的可能的冲突或侵入威胁的相关的和直观的指令。此外，根据随后的具体实施方式和所附的权利要求书，结合本公开的附图和该背景技术，本公开的其他期望的特征和特性将变得清楚。
发明内容
在本文中公开了用于提供飞行显示的改进的飞行显示系统和方法。公开的系统和方法协同地利用来自多个频率信道的空中交通管制（ATC）通信和机场表面照明信息来生成显示和可能的警告以供机组人员中的机组人员使用来辅助情境感知和防止跑道侵入。在一个示例性实施例中，一种用于向本机航空器的机组人员提供可选地与警告系统耦合的飞行显示的方法，包括如下步骤（1）到（8）：（1）在本机航空器的多信道无线电通信模块处接收在第一无线电频率上的至少第一语音传输和在与第一无线电频率不同的第二无线电频率上的第二语音传输，其中第一和第二无线电频率是从如下内容组成的组选择的空中交通管制频率：地面管制频率、塔台（本地）管制频率和进近管制频率；（2）自动地并且在没有来自机组人员的输入的情况下，使用安装在本机航空器上的语音识别技术来将第一和第二语音传输两者都转录（transcribe）为电子的文本格式，由此生成第一传输记录和第二传输记录；（3）自动地并且在没有来自机组人员的输入的情况下，分析用于航空器许可的第一和第二传输记录两者，其中航空器许可与除了本机航空器之外的航空器相关，并且可选地与本机航空器相关，并且其中从如下内容组成的组选择航空器许可：起飞许可、着陆许可、跑道交叉许可和滑行许可；（4）在本机航空器的合成视觉系统（SVS）处，接收在本机航空器的附近或路径中的基于地面的许可照明特征的状态指示，其中从如下内容组成的组选择基于地面的许可照明特征：跑道状态灯（RWSL）、最后进近跑道占用信号（FAROS）灯、跑道入口灯（REL）、起飞等待（takeoff hold）灯（THL）和跑道交叉口（runway intersection）灯（RIL）或任何其他表面引导照明系统，并且其中从如下内容组成的组选择状态指示：许可继续（clear to proceed）和不许可继续；（5）使用SVS以本机航空器周围的环境的图形表示的形式向本机航空器的机组人员在座舱显示器上显示基于地面的许可照明特征的状态指示；（6）使用SVS在座舱显示器上显示对应于基于地面的许可照明特征的状态指示的覆盖的图形符号，其中所述覆盖的图形符号指示本机航空器被许可继续或不被许可继续，并且其中覆盖的图形符号是除了基于地面的照明特征的状态指示的显示之外的并且与基于地面的照明特征的状态指示的显示不同；（7）自动地并且在没有来自机组人员的输入的情况下，确定与除了本机航空器之外的航空器相关的航空器许可是否与基于地面的许可照明特征的状态指示冲突；以及（8）如果确定存在冲突并且如果状态指示是许可继续，则使用SVS自动地并且在没有来自机组人员的输入的情况下修改覆盖的图形符号以指示本机航空器不被许可继续；然而，如果确定不存在冲突或者如果状态指示是不许可继续，则维持覆盖的图形符号在其当前状况中而不修改。
提供该发明内容以用简化的形式描述选择概念，其在具体实施方式中被进一步描述。该发明内容不旨在标识要求保护的主题的关键的或实质的特征，也不旨在将该发明内容使用作为在确定要求保护的主题的范围时的辅助。
附图说明
在下文中将结合以下附图描述本公开，其中相同的标号表示相同的元素，并且其中：
图1是图示根据本公开的航空器显示系统的系统图；
图2是图示根据本公开的语音识别系统的系统图；
图3提供了可以是在机场处可用的各种表面照明系统的图示和描述；
图4提供了如可以向航空器的机组人员呈现的合成视觉系统（SVS）显示，其合并了点亮的表面照明系统的显示；
图5-7提供了根据本公开的一些实施例的前视（forward-looking）SVS使用情况；
图8-10提供了根据本公开的一些实施例的机场移动地图SVS使用情况；以及
图11是用于提供根据本公开的用于跑道侵入避免的飞行显示的方法。
具体实施方式
以下具体实施方式在性质上仅是示例性的并且不旨在限制发明或本发明的应用和使用。如在本文中使用的那样，词“示例性”意思是“用作示例、实例或说明。”因此，在本文中描述为“示例性”的任何实施例不一定要被解释为比其他实施例优选的或有利的。在本文中描述的实施例中的所有实施例是提供以使本领域技术人员能制造或使用本发明的示例性实施例并且在本文中描述的实施例中的所有实施例不限制本发明的范围，本发明的范围由权利要求书来限定。此外，没有意图由在前的技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中呈现的任何明确的或暗示的理论界定。
本公开提供了显示和方法，所述显示和方法被配置成为了增加机组人员情境感知和防止跑道侵入的目的集成机场表面照明信息与从多个空中交通管制（ATC）通信信道接收的信息。为了安全的跑道操作，跑道状态灯（RWSL）和最后进近跑道占用信号（FAROS）已经被部署和当前正在被部署在主要机场处以减少跑道侵入的风险。RWSL和FAROS是监督驱动的（surveillance driven）并且向航空器的机组人员提供直接照明呈现，经由跑道入口灯（REL）指示何时进入跑道是不安全的、经由起飞等待灯（THL）指示何时离开是不安全的、经由跑道交叉口灯（RIL）指示何时穿过跑道交叉口是不安全的以及经由FAROS指示何时着陆是不安全的。在飞行驾驶舱合成视觉显示系统上的这些机场表面照明系统的呈现为机组人员提供了冗余以感知到RWSL/FAROS照明呈现。然而，这些当前系统的一个固有的限制在于，RWSL/FAROS灯不是基于来自各种空中交通管制员的协调的许可信息来操作的，所述空中交通管制员的到航空器的通信和指令可能影响谈论中的跑道的状态。
因此，本公开提供了如下系统和方法，其用来通过在飞行驾驶舱合成视觉显示系统上模拟RWSL/FAROS照明和通过跨各种可应用的通信信道集成由ATC发布的许可消息来扩充（augment）此类模拟而增加关注谈论中的跑道的机组人员的情境感知。因此，与在飞行驾驶舱显示系统上仅提供外部表面照明系统的状态的可视化的合成视觉系统相反，本公开的系统和方法提供了增强，其通过智能地处理多个ATC通信无线电信道而虑及要被直观地显示在飞行驾驶舱显示系统上的附加的跑道侵入/冲突信息。
因此，本公开的第一方面是用于向本机航空器的机组人员提供可选地与警告系统耦合的飞行显示的一种系统/方法。特别地，图1描绘了显示系统100的示例性实施例，其可以位于本机航空器114机上。显示系统100的该实施例可以包括而不限于显示设备102、导航系统104、通信系统106和飞行管理系统（FMS）108。显示系统100进一步包括用于使能与显示系统100的交互性的用户接口110和合适地被配置成支持显示系统100的操作的数据库112，如以下更详细地描述的那样。应当理解，图1是用于解释和描述的容易的目的的显示系统100的简化表示，并且图1不旨在以任何方式限制主题的应用或范围。实际上，显示系统100和/或航空器114将包括用于提供附加的功能和特征的多个其他设备和部件，如在本领域中将理解的那样。
在示例性实施例中，将显示设备102耦合到飞行管理系统108，并且飞行管理系统108被配置成在显示设备102上显示、渲染或否则传达与航空器114的操作相关联的一个或多个图形表示或图像，如以下更详细地描述的那样。将飞行管理系统108耦合到导航系统104用于获得关于航空器114的操作的实时数据和/或信息以支持飞行管理系统108的操作，例如，除了其他之外，包括地理坐标、高度和空速。在示例性实施例中，将用户接口110耦合到飞行管理系统108，并且用户接口110和飞行管理系统108被配置成允许用户与显示系统100的显示设备102和其他元件交互，如以下更详细地描述的那样。将通信系统106耦合到飞行管理系统108，并且通信系统106被配置成支持航空器114和另一个航空器或地面位置（例如，空中交通管制）之间的通信，如在本领域中将理解的那样。通信系统106被配置成同时地和自主地在多个离散的频率上传输和接收信号以支持本公开的实施例的操作。
在示例性实施例中，将显示设备102实现为电子显示器，其被配置成图形地显示与在飞行管理系统108的管制之下的航空器114的操作相关联的飞行信息或其他数据，如将被理解的那样。在示例性实施例中，显示设备102位于航空器114的飞行驾驶舱/座舱内。将会理解，虽然图1示出了单个显示设备102，但是实际上，附加的显示设备可以出现在航空器114机上。用户接口110还可以位于航空器114的座舱内并且适于允许用户（例如，飞行员、副飞行员（co-pilot）或其他机组人员成员）与飞行管理系统108交互，如以下更详细地描述的那样。在各种实施例中，可以将用户接口110实现为小键盘、触摸板、键盘、鼠标、触摸屏、操纵杆、麦克风或适于从用户接收输入的另一合适的设备。在示例性实施例中，用户接口110和飞行管理系统108合作地被配置成使用户能够指示、选择或否则操纵在显示设备102上显示的一个或多个弹出式菜单，如以下描述的那样。还应当理解，将考虑之下的显示系统描述为座舱显示系统用于示例性的目的。然而，可以使得提供跑道状态照明和许可信息的此类集成的显示在比如电子飞行包（EFB）的移动的或非主要座舱显示系统上或甚至在非座舱显示系统上是可用的。
在示例性实施例中，导航系统104被配置成获得与航空器114的操作相关联的一个或多个导航参数。可以将导航系统104实现为全球定位系统（GPS）、惯性参考系统（IRS）或基于无线电的导航系统（例如，VHF全向（omni-directional）无线电测距（VOR）或长距离辅助导航（LORAN）），并且可以包括一个或多个导航无线电或被合适地配置成支持导航系统104的操作的其他传感器，如在本领域中将理解的那样。在示例性实施例中，导航系统104能够获得和/或确定航空器114的当前位置（例如，参考标准化的地理坐标系统）和航空器114的航向（heading）（即，航空器正在相对于一些参照行进的方向）并且向飞行管理系统108提供这些导航参数。
在示例性实施例中，通信系统106被配置成支持航空器114和另一个航空器或地面位置（例如，空中交通管制）之间的通信。在这点上，可以使用无线电通信系统或另一个合适的数据链路系统来实现通信系统106。根据一个实施例，通信系统106包括多个无线电，所述多个无线电被配置成被调谐用于标识的无线电通信频率，如在本领域中将理解并且以下更详细地描述的那样。
在示例性实施例中，飞行管理系统108（或者，替代地，飞行管理计算机）位于航空器114机上。虽然图1是显示系统100的简化的表示，但是实际上，在必要时可以将飞行管理系统108耦合到一个或多个附加的模块或部件来以常规的方式支持导航、飞行计划和其他航空器管制功能。此外，飞行管理系统108可以包括或否则访问地形数据库、导航数据库（例如，其包括机场图、STAR、SID和在途程序（en route procedure））、地理政治（geopolitical）数据库、滑行数据库或用于在显示设备102上渲染导航地图或其他内容的其他信息，如以下描述的那样。在这点上，导航地图可以基于一个或多个机场图、扇区图（sectional chart）、地形地图（topographic map）、数字地图或任何其他合适的商业的或军事的数据库或地图，如在本领域中将理解的那样。
在示例性实施例中，飞行管理系统108访问或包括数据库112，所述数据库112包含用于多个机场的程序信息（procedure information）。如在本文中使用的那样，应将程序信息理解为与特定动作（例如，着陆、起飞、滑行）相关联的操作参数或指令的集合，所述特定动作（例如，着陆、起飞、滑行）可以由在特定机场处的航空器114承担。在这点上，应将机场理解为指代适用于航空器的着陆（或到达）和/或起飞（或出发）的位置，诸如例如机场、跑道、着陆带和其他合适的着陆和/或出发位置。数据库112维持程序信息和相应的机场的关联。
在一些实施例中，显示系统100可以被配置为或被配置成包括合成视觉系统（SVS）。如在本领域中可以认识到的那样，许多航空器配备有一个或多个视觉增强系统。此类视觉增强系统被设计并且配置成当在减小来自座舱的视野（view）的条件中飞行时协助飞行员。视觉增强系统的一个示例被称为合成视觉系统（在下文中，“SVS”）。如在本文中使用的那样，术语“合成视觉系统”指代从航空器姿态、高精度导航技术方案和地形、障碍和相关文化特征的数据库导出的从飞行驾驶舱的视角提供的外部场景地形（external scenetopography）的计算机生成的图像的系统。合成视觉系统是用于向飞行机组人员显示外部场景地形的合成视觉绘图的电子装置。合成视觉在导航源能力的限制（位置、高度、航向、轨迹和数据库限制）内创建相对于地形和机场的图像。合成视觉系统的应用是从飞行驾驶舱的视角通过主飞行显示或通过次要飞行显示。典型的SVS被配置成结合与航空器相关联的位置确定单元以及感测航空器高度、航向和方位的动态传感器工作。SVS包括或访问包含与沿着航空器的飞行路径的地形有关的信息的数据库，所述信息诸如是与接近航空器飞行路径的地形以及已知的人造和自然障碍相关的信息。SVS从指示航空器位置的位置确定单元接收输入并且还从动态传感器接收输入。SVS被配置成利用包含在数据库中的位置、航向、高度和方位信息和地形信息，并且生成三维图像，所述三维图像示出了从坐在航空器的座舱中的人的视角看的航空器正在飞行通过的地形环境。可以在对飞行员而言可访问的任何合适的显示单元上向飞行员显示三维图像（在本文中还称作为“SVS图像”）。SVS图像包括被图形渲染的特征，包括但不限于接近航空器的飞行路径定位的地形和障碍的合成视角视图。使用SVS，飞行员可以看着显示单元的显示屏以得到对航空器正在飞行通过的三维地形环境的理解，并且还可以看见什么在前面。飞行员还可以看着显示屏以确定航空器对接近飞行路径的一个或多个障碍的接近。
在本公开的其他方面中，公开的系统/方法被配置用于在本机航空器的多信道无线电通信模块106处接收在第一无线电频率上的至少第一语音传输和在与第一无线电频率不同的第二无线电频率上的第二语音传输。因此，虽然接收了在两个不同频率上的至少两个语音传输，但是本公开不限于两个：而是，应该理解，在本机航空器114上可以提供三个、四个或更多通信无线电，对应于相同数量的要监视的可能的频率。此外，在本机114处，除了语音通信之外，还可以通过诸如管制员-飞行员数据链路通信（CPDLC）来接收ATC通信，如在本领域中已知的那样。在终端区域中，上面指出的第一和第二无线电频率是从如下内容组成的组选择的空中交通管制频率：地面管制频率、塔台（本地）管制频率和进近管制频率。在给定的机场处，可以存在用于上面ATC位置中的每个的多个频率，并且因此，除了监视任何其他ATC频率之外，或者作为监视任何其他ATC频率的替代，还可以设置无线电106以监视两个塔台频率、两个进近管制频率以及诸如此类。
在本公开的其他方面中，系统/方法可以被配置用于自动地并且在没有来自机组人员的输入的情况下，使用安装在本机航空器上的语音识别技术来将第一和第二语音传输两者转录为电子文本格式，由此生成第一传输记录和第二传输记录。因此，图2提供了话音处理系统的示例性实施例，所述话音处理系统被配置成接收和处理来自ATC通信信道的话音输入。话音处理模块230通常捕捉和处理来自ATC通信信道的话音。根据本公开的话音处理模块230的各种实施例可以包括嵌入话音处理模块230内的任何数量的子模块。如可以被理解的那样，可以组合图2中示出的子模块和/或可以将图2中示出的子模块进一步划分以处理话音。去往话音处理模块230的输入可以从其他模块（未示出）接收、由话音处理模块230内的其他子模块（未示出）确定/建模和/或从通信系统106接收。在各种实施例中，话音处理模块230包括话音识别模块240、话音理解模块242、数据捕捉模块244和关键词数据存储248。
话音识别模块240接收话音数据254作为输入，所述话音数据254包括由空中交通管制员说的话音以及经由通信系统106在本机航空器114处接收的话音。话音识别模块240基于在本领域中已知的一个或多个话音识别技术处理话音数据254来识别由ATC说的词。话音识别模块240针对具体关键词256进一步处理识别的词。在各种实施例中，可以学习（例如，实时地或通过离线处理数据）关键词256并且将关键词256存储在关键词数据存储248中。在各种实施例中，关键词256是通常涉及从ATC向航空器发布的终端区域许可指令的词，所述终端区域许可指令诸如是滑行许可、跑道交叉许可、起飞许可、着陆许可和进近许可。如果事实上在话音数据254内标识了关键词或词256，则向话音转录模块242呈现识别的话题258（例如，包含关键词或词256的一个或多个句子）用于进一步处理。然而，如果在话音数据254中未标识关键词，则可以丢弃话音数据254和/或识别的话音，或以日志记录话音数据254和/或识别的话音但是无需进一步处理。话音转录模块242创建ATC通信的文本记录，其作为传输记录260被产生。
基于如上面描述的话音识别，作为本公开的其他方面在于，系统/方法被配置用于自动地并且在没有来自机组人员的输入的情况下，分析用于航空器许可的第一和第二传输记录两者，其中航空器许可与除了本机航空器之外的航空器相关，并且可选地与本机航空器相关。在终端区域中，将理解，通常从如下内容组成的组选择航空器许可：起飞许可、着陆许可、跑道交叉许可和滑行许可。继续参考图2，由传输记录分析模块262分析传输记录260，所述传输记录分析模块262标识特定航空器（本机航空器或在终端区域中的另一个航空器）和被给予此类航空器的任何相关联的许可指令。因此，从每个传输记录260推断具体航空器和与该航空器相关的具体许可。
在本公开的一些实施例中，可以根据SVS来实现显示。因此，在其他方面中，系统/方法可以被配置用于在本机航空器的合成视觉系统处接收在本机航空器的附近或路径中的基于地面的许可照明特征的状态指示。为了该目的，可以将本机航空器的SVS可操作的与适于安装到航空器并且被配置成检测源自航空器之外的灯光标记的一个或多个传感器耦合，所述灯光标记包括例如从位于机场的表面区域上的地面上的机场表面照明特征发射的灯光标记。传感器可以包括可见低光电视照相机（visible low light televisioncamera）、红外照相机和毫米波（MMW）照相机或能够检测在可见谱内或可见谱外的光的任何其他光感测设备。灯光标记可以包括从机场表面照明特征投射的任何光。
如将理解的那样，可以从如下内容组成的组选择基于地面的许可照明特征：跑道状态灯（RWSL）、最后进近跑道占用信号（FAROS）灯、跑道入口灯（REL）、起飞等待灯（THL）和跑道交叉口灯（RIL）。现在参考图3，图示了示例性机场表面照明配置用于理解的目的，并且不应将本公开视为限制于任何特定照明配置。如在图3中示出的那样，RWSL是全自动系统，其向飞行员和表面交通工具操作员提供跑道状态信息以清楚地指示何时进入跑道、穿过跑道、从跑道起飞或在跑道上着陆是不安全的。RWSL系统可以是ATC操作的，和/或其可以处理来自监督系统的信息并且根据检测的表面交通和进近交通的位置和速度来激活REL、THL、RIL和FAROS。REL、THL和RIL是对飞行员和表面交通工具操作员而言直接可视的路面内灯具（in-pavement light fixture）。FAROS通过使精密进近路径指示器（PAPI）闪烁来向到达的飞行员警告进近跑道被占用。对于这些照明系统中的任何照明系统，从如下内容组成的组选择它们的状态指示：许可继续和不许可继续。
在本公开的其他方面中，系统/方法可以被配置用于使用SVS以围绕本机航空器的环境的图形表示的形式向本机航空器114的机组人员在座舱显示设备102上显示基于地面的许可照明特征的状态指示。例如，在一个实施例中，如在图4中示出的那样，航空器传感器已经感测到红RWSL，其指示不许可继续。在本机航空器114的SVS上显示这些红灯，其向机组人员警告不许可继续的事实。在相反的情况中，将不点亮RWLS，在SVS上将示出不点亮RWLS，给予机组人员其将是许可继续的指示。
如以上最初指出的那样，本公开提供了对传统SVS的增强和扩充，传统SVS仅能够向机组人员显示RWLS或FAROS的当前状态，视情况而定。因此，系统/方法可以被配置用于自动地并且在没有来自机组人员的输入的情况下，确定与除了本机航空器之外的航空器相关的航空器许可是否与基于地面的许可照明特征的状态指示冲突。如上面描述的那样，可以通过ATC通信无线电之一来接收指向另一个航空器的许可，并且针对特定于其他航空器的许可信息转录和分析所述指向另一个航空器的许可。因此，比较（例如，使用在航空器机上的处理器）在SVS处接收的RWLS/FAROS信息是否处于与指向其他航空器的许可冲突的任何方式变得可能。此类冲突的许可将是本机航空器和其他航空器被许可同时占用相同跑道的结果。示例将包括其中SVS观察到RWLS/FAROS关于跑道指示许可继续（未照明或未闪烁），然而（yet），在监视的ATC频率上，接收到指示占用跑道（滑行、起飞、着陆、穿过等）的另一航空器的并发的（concurrent）许可的转录的/分析的传输记录。在此类情况中，跑道侵入可能是很可能的结果。
因此，如与RWLS/FAROS的常规的视图相比，使用SVS来显示附加的不同的符号（symbology）将是期望的，其在适当的情况中，能够唤起机组人员的注意或向机组人员警告如果他们根据非点亮RWLS或非闪烁FAROS继续则跑道侵入可能发生。该附加的不同的符号可以采取多种形式。一种可能性是“停止灯（stoplight）”类型符号的使用，如在图5中示出的那样。因此，如与图4比较，在图5中示出的SVS已经被扩充以包括关于跑道状态的附加的不同的符号。当然，在图5中，因为点亮了RWLS，所以停止灯符号也正在指示“停止”，其提供了本机航空器114不被许可继续的附加的视觉线索或警告。因此，本公开的方法/系统被附加地配置用于使用SVS在座舱显示器上显示对应于基于地面的许可照明特征的状态指示的图形符号，其中图形符号指示本机航空器被许可继续或不被许可继续，并且其中图形符号与基于地面的照明特征的状态指示的显示不同。
当无论什么原因表面照明特征指示“许可继续”时，表面照明特征状态（点亮的、未点亮的、闪烁的、未闪烁的）结合不同的附加的图形符号在SVS上的组合的显示发现很大的有用性，然而，已经自动地正在监视ATC通信信道，系统感知到另一个航空器具有关于相同的跑道的同时的许可。在此类情况中，虽然SV S将通过其传感器感知RWLS/FAROS是非激活的，但是附加的不同的（例如，停止灯）符号将以“停止”或类似物呈现，向机组人员提供某事物不对劲（miss）以及他们不应继续直到可以从ATC得到其他澄清的直接视觉线索和警告。因此，在实施例中，方法/系统被配置使得如果确定存在冲突并且如果状态指示是许可继续，则使用SVS自动地并且在没有来自机组人员的输入的情况下，修改图形符号以指示本机航空器不被许可继续；然而，如果确定不存在冲突或者如果状态指示是不许可继续，则维持图形符号在其当前状态中而不修改。
可以设想用于本系统/方法的各种使用情况，如以下结合图5-10更详细地描述的那样。首先，参考回图5，例如考虑跑道上的航空器，其中可能由于另一个航空器或一些设备正在占用或穿过跑道的事实，塔台/本地ATC管制员还未许可航空器起飞。如在SVS上向机组人员示出的跑道状态灯将是红的（RED），指示航空器不被许可在跑道上起飞。在此类场景中，显示的附加的不同的符号，即，覆盖在SVS上的侵入或交通指示器（如示出的那样，其可以是停止灯或其他便利的符号的形式）将指示红灯，所述红灯指示停止（STOP）命令，其与在SVS上示出的跑道状态灯匹配。
接下来，关于图6，类似地，如果跑道状态灯是关闭（OFF）（之前指出的出发的航空器“BA420”在起飞之后已经清空了跑道），指示了航空器被许可起飞，并且监视多个ATC通信信道的本公开的系统没有检测到冲突，覆盖在SVS系统上的侵入或交通指示器将指示绿（GREEN）灯，所述绿灯指示许可（CLEAR）命令。因此，图5和6提供了基础情况使用图示，其中SVS表面照明指示和覆盖在SVS上的附加的不同的符号彼此是一致的，因此指示如通过系统对多个无线电频率的监视检测的无冲突。
接下来，关于图7，例如考虑在跑道上的航空器，其中该航空器已经被塔台/本地管制员许可起飞。跑道状态灯将是关闭，指示航空器被许可在跑道上起飞。然而，监视多个ATC通信频率的智能跑道侵入系统已经存储和分析了用于另一个航空器（“BA420”）的传输记录并且由此检测到由于另一个管制员已经许可其他航空器在相同时间着陆（或地面装备穿过跑道）的可能的侵入和冲突。在此类场景中，在SVS系统上的侵入或交通指示器将指示红灯，所述红灯指示停止命令，而与SVS耦合的传感器继续检测没有来自RWLS的点亮。在侵入指示器上的红的或停止命令将向机组人员警告可能的冲突并且可以在显示系统上警告冲突的交通的附加的信息。然后机组人员可以与ATC商议冲突解决。
根据本公开，类似的符号和机制可以被应用于利用具有合成跑道入口灯的机场表面移动地图的帮助的航空器滑行。将注意力导向图8。例如，考虑已经被塔台/本地管制员许可着陆的另一个航空器（“BA123”）（REL在移动地图上示出为非点亮的）。在相同的时间，本机航空器正在穿过跑道，已经被地面管制员许可这样做并且与地面管制员通信。通过自主地监视多个ATC通信信道，本公开的系统能够检测到冲突并且向本机航空器警告关于可能的冲突以避免无意的跑道侵入。
类似地，如在图9中示出的那样，如果其他航空器（“BA123”）被塔台/本地管制员许可着陆，但是针对本机航空器没有检测到冲突，因为预期的触地时间（touchdown time）多于阈值，则根据在显示系统上的任何REL非点亮，在SVS移动地图显示系统上覆盖的侵入或交通指示器将指示绿灯，所述绿灯指示继续（CONTINUE）滑行命令。
最后，如在图10中示出的那样，以类似的方式，如果另一个航空器（“UA123”）被塔台/本地管制员许可起飞，并且在相同时间，本机航空器已经被地面管制员许可穿过跑道（并且如由SVS上的REL的非点亮确认的那样），则系统对多个ATC信道的监视将使系统能够检测到可能的冲突并且因此警告全体人员（crew）。此处，通过不同的覆盖的符号和通过提供冲突出发交通信息来警告本机航空器等待（HOLD），使得其将增加机组人员和乘客的安全。
此处提供的使用情况和描绘在性质上仅是示例性的。使用不同的符号和语义（semantic）来实现在本文中描述的相同概念应当是可能的。
按照前述公开，图11是图示了根据本公开的一些实施例的示例性方法300的流程图。方法300在具有确定是否存在要考虑的正在进行的飞行任务的第一步骤301的“开始”框处开始。如果否，则方法300结束。如果是，则方法300继续到步骤302，其中以上描述的通信系统106用于扫描多个ATC通信信道，并且该步骤还可以伴随有经由机载ADS-B系统聚合地面和空中交通位置数据。此后，在步骤303处，为了实现各种监视的信道的话音识别的目的可以适当地查阅包括那些数据库112和248的各种数据库并且可以适当地查阅包括那些数据库112和248的各种数据库以从那些信道上的ATC语音通信提取特征以及交通许可和指令。因此，在决定步骤304处，可以确定是否存在对本机航空器而言感兴趣的任何模式或特征。如果否，则方法300回到步骤301。如果是，例如，如果检测到和转录另一个航空器许可，则在步骤305处系统自动地评估可能导致侵入的针对可能的冲突的指令/许可，如以上描述的那样。如果未检测到冲突，则方法300灰到步骤301。如果实际上检测到冲突，则方法300继续到步骤306，其中SVS被用来使用如以上讨论的附加的不同的覆盖的符号（例如，“停止灯”）来显示冲突和任何相关联的文本信息。在本公开的扩展中，在步骤308处，可以提供音频告警，和/或可以在SVS上提供关于侵入的可能性或紧迫性的严重性指示器。此后，在步骤309处，方法300可以监视适当的飞行员响应，并且如在任何一个情况中描绘的那样继续。
因此，本公开已经提供了协助减小跑道侵入的发生率的改进的航空器显示系统和航空器显示方法。这些显示方法考虑了基于地面的照明系统和在各种空中交通频率上的空中交通管制通信。本公开还已经提供自主系统，所述自主系统可以使在它们的相应的无线电通信信道上的来自各种机场交通管制员和其他源的通信信息相关，以向机组人员呈现跑道状态的直观显示。系统/方法通过自动地处理来自多个源的语音指令和标识影响本机航空器的相关指令来增加飞行员效率、增加情境感知并且改进安全和高效终端区域操作。
在该文档中，可以仅使用诸如第一和第二以及诸如此类的关系术语以将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开来而不一定要求或暗示在此类实体或动作之间的任何实际的此类关系或顺序。诸如“第一”、“第二”、“第三”等之类的数字序数简单地表示多个中的不同的单个并且不暗示任何顺序或次序，除非由权利要求语言具体地限定。在权利要求书的任何权利要求中的文本的次序不暗示必须根据此类次序以时间的或逻辑的顺序执行过程步骤，除非其被权利要求的语言具体地限定。在不脱离本发明的范围的情况下，可以以任何顺序互换过程步骤，只要此类互换不与权利要求语言矛盾并且不是逻辑上无意义的。
此外，取决于上下文，在描述不同元素之间的关系时使用的诸如“连接”或“耦合到”之类的词不暗示必须在这些元素之间进行直接的物理连接。例如，可以通过一个或多个附加的元素将两个元素物理地、电地、逻辑地或者以任何其他方式彼此连接。
虽然在发明的前述具体实施方式中已经呈现了至少一个示例性实施例，但是应当理解，大量的变型存在。还应当理解，一个或多个示例性实施例仅是示例，并且不旨在以任何方式限制发明的范围、适用性或配置。而是，前述具体实施方式将向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的路线图。在不脱离如在所附权利要求书中记载的发明的范围的情况下，可以在示例性实施例中描述的元素的功能和布置中做出各种改变。

Claims (15)

1.一种用于向本机航空器的机组人员提供飞行显示的方法，所述方法包括步骤：
接收在第一无线电频率上的至少第一语音传输和在与第一无线电频率不同的第二无线电频率上的第二语音传输；
自动地并且在没有来自机组人员的输入的情况下，将第一和第二语音传输两者都转录为电子格式，由此生成第一传输记录和第二传输记录；
自动地并且在没有来自机组人员的输入的情况下，针对航空器许可分析第一和第二传输记录两者，其中航空器许可与除了本机航空器之外的航空器相关；
在本机航空器的合成视觉系统（SVS）处，接收在本机航空器的附近或路径中的基于地面的许可照明特征的状态指示；
使用SVS以围绕本机航空器的环境的图形表示的形式在座舱显示器上向本机航空器的机组人员显示基于地面的许可照明特征的状态指示；
自动地并且在没有来自机组人员的输入的情况下，确定与除了本机航空器之外的航空器相关的航空器许可是否与基于地面的许可照明特征的状态指示冲突；以及
如果确定存在冲突并且如果状态指示是许可继续，则自动地并且在没有来自机组人员的输入的情况下使用SVS修改覆盖的图形符号以指示本机航空器不被许可继续；然而，如果确定不存在冲突或者如果状态指示是不许可继续，则维持覆盖的图形符号在其当前状况中而不修改。
2.如权利要求1所述的方法，其中针对航空器许可分析第一和第二传输记录两者的步骤包括针对与本机航空器相关的航空器许可进行附加地分析。
3.如权利要求1所述的方法，其中接收在第一无线电频率上的至少第一语音传输的步骤包括从地面管制员、塔台（本地）管制员或进近管制员接收第一语音传输，并且其中接收在第二无线电频率上的至少第二语音传输的步骤包括从与接收第一语音传输的地方不同的地面管制员、塔台（本地）管制员或进近管制员接收第二语音传输。
4.如权利要求1所述的方法，其中使用电子话音处理系统来执行将第一和第二语音传输两者都转录的步骤，所述电子话音处理系统包括话音识别模块和转录模块，其中话音识别模块具有对关键词数据存储的电子访问。
5.如权利要求1所述的方法，其中使用电子传输记录分析模块来执行针对航空器许可分析第一和第二传输记录两者的步骤。
6.如权利要求1所述的方法，其中在合成视觉系统处接收的步骤进一步包括接收计算机生成的图像，所述计算机生成的图像包括从飞行驾驶舱视角看的外部场景地形并且其从航空器姿态和如下内容组成的数据库导出：地形、障碍和相关文化特征。
7.如权利要求1所述的方法，其中在合成视觉系统处接收的步骤进一步包括从如下内容组成的组接收：可见低光电视照相机、红外照相机和毫米波（MMW）照相机。
8.如权利要求1所述的方法，其中使用主飞行显示器执行显示状态指示和显示覆盖的图形符号的步骤。
9.一种安装在本机航空器中用于向本机航空器的机组人员提供飞行显示的飞行显示系统，其中使用本机航空器的电子部件，所述飞行显示系统被配置成执行以下功能：
在本机航空器的多信道无线电通信模块处接收在第一无线电频率上的至少第一语音传输和在与第一无线电频率不同的第二无线电频率上的第二语音传输，其中第一和第二无线电频率是从如下内容组成的组选择的空中交通管制频率：地面管制频率、塔台（本地）管制频率和进近管制频率；
自动地并且在没有来自机组人员的输入的情况下，使用安装在本机航空器上的语音识别技术来将第一和第二语音传输两者都转录为电子的文本格式，由此生成第一传输记录和第二传输记录；
自动地并且在没有来自机组人员的输入的情况下，针对航空器许可分析第一和第二传输记录两者，其中航空器许可与除了本机航空器之外的航空器相关，并且其中从如下内容组成的组选择航空器许可：起飞许可、着陆许可、跑道交叉许可和滑行许可；
在本机航空器的合成视觉系统（SVS）处，接收在本机航空器的附近或路径中的基于地面的许可照明特征的状态指示，其中从如下内容组成的组选择基于地面的许可照明特征：跑道状态灯（RWSL）、最后进近跑道占用信号（FAROS）灯、跑道入口灯（REL）、起飞等待灯（THL）和跑道交叉口灯（RIL），并且其中从从如下内容选择的组选择状态指示但不限于：许可继续、不许可继续和谨慎使用；
使用SVS以围绕本机航空器的环境的图形表示的形式在座舱显示器上向本机航空器的机组人员显示基于地面的许可照明特征的状态指示；
使用SVS在座舱显示器上显示对应于基于地面的许可照明特征的状态指示的覆盖的图形符号，其中覆盖的图形符号指示本机航空器被许可继续或不被许可继续，并且其中覆盖的图形符号是除基于地面的照明特征的状态指示的显示之外的显示并且与基于地面的照明特征的状态指示的显示不同；
自动地并且在没有来自机组人员的输入的情况下，确定与除了本机航空器之外的航空器相关的航空器许可是否与基于地面的许可照明特征的状态指示冲突；以及
如果确定存在冲突并且如果状态指示是许可继续，则自动地并且在没有来自机组人员的输入的情况下使用SVS修改覆盖的图形符号以指示本机航空器不被许可继续；然而，如果确定不存在冲突或者如果状态指示是不许可继续，则维持覆盖的图形符号在其当前状况中而不修改。
10.如权利要求9所述的系统，其中针对航空器许可分析第一和第二传输记录两者的功能包括针对与本机航空器相关的航空器许可进行附加地分析。
11.如权利要求9所述的系统，其中接收在第一无线电频率上的至少第一语音传输的功能包括从地面管制员、塔台（本地）管制员或进近管制员接收第一语音传输，并且其中接收在第二无线电频率上的至少第二语音传输的功能包括从与接收第一语音传输的地方不同的地面管制员、塔台（本地）管制员或进近管制员接收第二语音传输。
12.如权利要求9所述的系统，其中使用电子话音处理系统来执行将第一和第二语音传输两者都转录的功能，所述电子话音处理系统包括话音识别模块和转录模块，其中话音识别模块具有对关键词数据存储的电子访问。
13.如权利要求9所述的系统，其中使用电子传输记录分析模块来执行针对航空器许可分析第一和第二传输记录两者的功能。
14.如权利要求9所述的系统，其中在合成视觉系统处接收的功能进一步包括接收计算机生成的图像，所述计算机生成的图像包括从飞行驾驶舱视角看的外部场景地形并且其从航空器姿态和如下内容组成的数据库导出：地形、障碍和相关文化特征。
15.如权利要求9所述的系统，其中在合成视觉系统处接收的功能进一步包括从如下内容组成的组接收：可见低光电视照相机、红外照相机和毫米波（MMW）照相机。
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