CN109727492A - 用于虚拟交通工具系统的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种方法。该方法包括：在远离交通工具的外接计算机处接收来自交通工具机载的至少一个传感器的数据；响应于所接收到的传感器数据利用外接计算机来确定用于在驾驶交通工具方面辅助交通工具的操作者的信息；以及将所确定的信息发送给交通工具机载的便携式计算机，该便携式计算机与安装在交通工具中的任何平台上的计算机分离并且被配置成渲染所确定的信息以用于由操作者消耗。

Description

用于虚拟交通工具系统的方法和系统
背景技术
现代客机包括复杂的交通工具引导系统以便辅助飞行员控制飞行器、改善飞行效率（诸如减少的飞行时间或者燃料消耗）以及改进飞行安全性。诸如单引擎螺旋桨飞行器之类的较小飞行器的所有者典型地不能承担得起这样的仪器。空间与重量约束还限制用于将航空电子仪器添加到较小飞行器的选项。然而，合期望的是为这样的较小飞行器的飞行员提供这样的仪器的控制、飞行效率和安全性益处。因此，需要成本有效的手段来在较小飞行器中提供这样的仪器的益处。
发明内容
提供了一种方法。该方法包括：在远离交通工具的外接计算机处接收来自交通工具机载的至少一个传感器的数据，响应于所接收到的传感器数据利用外接计算机来确定用于在驾驶交通工具中辅助交通工具的操作者的信息；以及将所确定的信息发送给交通工具机载的便携式计算机，该便携式计算机与安装在交通工具中的任何平台上的计算机分离并且被配置成渲染所确定的信息以用于由操作者消耗。
附图说明
理解的是，附图仅描绘了示例性实施例并且因此不要被视为在范围上是限制性的，将通过使用随附各图而以附加的专一性和细节来描述示例性实施例，其中：
图1图示了虚拟交通工具系统网络的一个实施例的示图；
图2图示了被配置成显示虚拟交通工具系统的输出的第一交通工具的一个实施例的框图；
图3图示了操作中心的一个实施例的框图；
图4图示了操作中心的操作方法的一个实施例；
图5图示了虚拟交通工具系统的示例性操作方法；以及
图6图示了便携式计算机的显示器上所渲染的图像的一个实施例。
根据通常实践，各种所描述的特征没有按比例绘制，而是被绘制成强调与示例性实施例有关的具体特征。附图标记贯穿各图和文本指代相同的元件。
具体实施方式
在以下详细描述中，对形成其部分的附图做出参考，并且其中借助于说明的方式来示出具体说明性实施例。然而，要理解的是，可以利用其他实施例，并且可以做出结构改变、机械改变和电学改变。此外，在附图和说明书中呈现的方法不要被理解为限制其中可以实行单个步骤的次序。因此，并不以限制意义考虑以下详细描述。
虚拟交通工具系统可以被用来克服以上引用的问题。虚拟交通工具系统的实施例具有至少一个优点。缺少物理交通工具仪器但是利用虚拟交通工具系统的交通工具可以享有在更昂贵的交通工具中所使用的物理交通工具电子系统的一些或者全部的控制、安全性和效率益处。虚拟交通工具系统利用便携式计算机来实现，该便携式计算机与安装在交通工具中的任何平台上的计算机分离，但是可以耦合到交通工具的电子系统。这准许交通工具操作者（例如，飞行员）利用不昂贵的非认证便携式计算机执行软件来提供虚拟交通工具系统。尽管有时候利用飞行器来例证本发明，但是设想的是其可以被用在任何其他交通工具中，该交通工具包括但不限于汽车、卡车、公共汽车、火车、轮船和宇宙飞船。
图1图示了虚拟交通工具网络100的一个实施例的示图。在一个实施例中，虚拟交通工具网络100包括被配置成显示虚拟交通工具系统的输出的第一交通工具（交通工具或第一交通工具）102a、一个或多个其他交通工具（（一个或多个）其他交通工具）102b、操作中心108、地面站110和卫星106。操作中心108是诸如服务器系统或云计算网络之类的设施——在该操作中心108处实行数据收集和处理。尽管出于教学目的图示了仅一个地面站110，但是多于一个地面站可以耦合到操作中心108，并且被用来实现虚拟交通工具系统网络100。
可选地，在一个实施例中，虚拟交通工具系统网络100包括一个或多个外部系统（（一个或多个）外部系统）112。该（一个或多个）外部系统112是例如关于第一交通工具102a和其他交通工具的数据的源。例如，该（一个或多个）外部系统112可以包括（a）飞行计划的政府和/或私人源（诸如，美国联邦航空管理局（FAA）的系统级信息管理（SWIM）系统）、（b）环境（例如，天气和/或地理）的政府和/或私人源（诸如，美国国家天气服务（NWS）和/或美国地质勘探局（USGS））。
在一个实施例中，操作中心108和地面站110通过第一通信链路114a进行耦合。在另一实施例中，地面站110通过第二通信链路114b和第三通信链路114c经由卫星106耦合到第一交通工具102a。在另外的实施例中，地面站110通过第四通信链路114d耦合到第一交通工具102a。在又一实施例中，地面站110通过第二通信链路114b和第五通信链路114e经由卫星106耦合到（一个或多个）其他交通工具102b。在又另外的实施例中，地面站110通过第六通信链路114f耦合到（一个或多个）其他交通工具102b。操作中心108通过第七通信链路114g耦合到（一个或多个）外部系统112。在适当的情况下，第一到第七通信链路114a-g各自可以是一个或多个HF网络、VHF无线电网络、SATCOM网络、AeroMACS网络、Wi-Fi网络、WiMAX网络、光纤网络、蜂窝网络和/或任何其他类型的通信网络。在一个实施例中，通信链路中的一个或多个被加密以防止篡改例如在交通工具与操作中心108和/或在操作中心108与（一个或多个）外部系统112之间所传送和接收的数据。
在一个实施例中，第一交通工具102a将来自传感器的数据或者传感器数据传达给操作中心108。例如，如随后将说明的是，这样的传感器数据由便携式计算机中或者附连到便携式计算机的传感器生成。在另一实施例中，操作中心108接收来自（一个或多个）其他交通工具102b和/或外部系统112的信息。在另外的实施例中，（一个或多个）其他交通工具102b提供关于其位置、行进路径、最接近的交通工具的位置和/或行进路径的信息，关于最接近的天气的信息（例如，类型和位置），和/或关于最接近的障碍物的信息。外部系统112提供地理信息，该地理信息包括地理政治学的和地形数据、关于天气的位置和类型的数据、关于其他交通工具的位置和行进路径的数据和/或关于障碍物的位置的数据。行进路径是交通工具102a从其原点或当前位置行进到其目的地的路径。
图2图示了被配置成显示虚拟交通工具系统的输出的第一交通工具（交通工具）202a的一个实施例的框图。所图示的第一交通工具202a包括耦合到第一通信系统220的第一状态机222。可选地，在另一实施例中，第一状态机222耦合到至少一个外部传感器（（一个或多个）外部传感器）226和/或至少一个外部I/O设备（（一个或多个）外部I/O）224。I/O意指输入/输出。
第一通信系统220促进与（一个或多个）卫星106、（一个或多个）地面站110和/或操作中心108的直接或间接通信。通过第一通信系统220传达第一交通工具202a与操作中心108之间的信息。
第一状态机222是便携式计算机，诸如平板手机、平板设备、可变换-混合膝上型计算机或者可拆卸-混合平板设备。可变换-混合膝上型计算机和可拆卸-混合平板设备具有物理键盘。便携式计算机与永久性安装在第一交通工具202a中的任何计算机分离。永久性安装在第一交通工具202a中的计算机还被称为平台上的计算机。
在一个实施例中，这样的第一状态机222的显示器可以安装在例如驾驶舱中，使得其对于第一交通工具202a的操作者（例如，飞行员）是容易地可见的。在另一实施例中，第一状态机222的显示器是触控屏或者非触控屏显示器。显示器示出来自操作中心108的信息或者根据来自操作中心108的数据所生成的信息以用于由第一交通工具202a的操作者消耗。优选地，第一状态机222关于第一交通工具202a进行安装以使得其（一个或多个）内部传感器222d（例如，加速度计）在处于正常静止方位中时测量第一交通工具202a的实际姿势（例如，纵摇、横摇和偏航角度）。替换地，第一状态机222的视频输出（例如，来自图形处理器222b的输出）可以耦合到（一个或多个）外部I/O 224的显示器，和/或在交通工具222a的挡风玻璃上显示图像的（一个或多个）外部I/O 224的平视显示器。
在一个实施例中，第一状态机222包括耦合到第一处理器222c的第一存储器222a。第一处理器222c可以是中央处理单元或者数字信号处理器。存储器222a可以是磁性存储器（例如，固态驱动器）、光学存储器（例如，可以向光盘读取和/或写入的DVD或蓝光播放器）和/或半导体存储器（例如，随机存取存储器、闪速存储器、只读存储器等）。可选地，在另一实施例中，第一状态机222的所图示的实施例可以包括诸如图形处理单元之类的图形处理器222b，例如以用于在第一状态机222和/或（一个或多个）外部I/O 224的（一个或多个）显示器上渲染图像；对应地，图形处理器222B耦合到（一个或多个）这样的显示器。替换地，在另外的实施例中，除第一处理器222c、第一存储器222a和/或图形处理器222b之外，或者代替第一处理器222c、第一存储器222a和/或图形处理器222b，第一处理器222c、第一存储器222a和/或图形处理器222b可以完全地或者部分地利用专用集成电路和/或现场可编程门阵列来实现。
在一个实施例中，（一个或多个）内部I/O 222e包括触控屏显示器、（一个或多个）按钮、（一个或多个）光标控制设备（例如，触控板和/或指示棍）和/或物理键盘。（一个或多个）外部I/O 224包括（一个或多个）多功能控制显示单元、（一个或多个）触控屏显示器、（一个或多个）按钮、（一个或多个）光标控制设备（例如，鼠标、触控板、追踪球和/或指示棍）和/或物理键盘。（一个或多个多个）内部I/O 222e和/或（一个或多个）外部I/O 224分别促进显示第一状态机的输出并且将输入数据录入到第一状态机中。
在一个实施例中，（一个或多个）外部传感器226包括（一个或多个）罗盘、惯性导航单元（例如，包括（一个或多个）加速度计和/或（一个或多个）陀螺仪）、（一个或多个）气压高度表、攻击计算机的空中数据与角度、ADS-B/C发送-应答机、雷达高度计和/或天气雷达或卫星数据接收器。（一个或多个）外部I/O 224和/或（一个或多个）内部传感器226的电子接口可以经由无线手段通过第一通信系统220（例如经由WiFi或蓝牙）或者经由有线手段（例如，经由USB或以太网电缆）耦合到第一状态机222。
在一个实施例中，（一个或多个）内部传感器222d包括（一个或多个）相机、（一个或多个）传声器、（一个或多个）加速度计、（一个或多个）环境光传感器、（一个或多个）陀螺仪、（一个或多个）磁力计、（一个或多个）温度传感器、（一个或多个）气压计和/或诸如（一个或多个）GPS接收器之类的（一个或多个）全球导航卫星系统（GNSS）接收器。（一个或多个）内部传感器222e生成关于第一交通工具202a的数据，该数据可以被用来确定关于第一交通工具202a的参数。关于第一交通工具202a的这样的参数包括地理位置（例如，海拔、纬度和经度），交通工具的航向、横摇、偏航、纵摇和速度（例如，水平速度和竖直速度）。所生成的数据和/或参数可以经由第一通信系统220由第一状态机222传达给操作中心108。如随后将更详细描述的，操作中心108然后可以使用和/或操控所传达的数据和/或参数和/或其他数据以向第一交通工具202a及其操作者（例如，其飞行员）提供控制、环境、安全性和/或其他信息。
第一通信系统220包括一个或多个收发器，例如（一个或多个）HF收发器、（一个或多个）VHF收发器、（一个或多个）SATCOM收发器、（一个或多个）AeroMACS收发器、（一个或多个）Wi-Fi收发器、（一个或多个）蓝牙收发器、（一个或多个）WiMAX收发器、（一个或多个）蜂窝收发器、（一个或多个）USB收发器、HDMI收发器和/或任何其他类型的通信收发器。本文所提到的收发器包括全部必要组件，在适当的情况下包括（一个或多个）天线以促进恰当的操作。
在图2中图示的一个实施例中，第一存储器222a包括第一应用，例如软件程序，223。第一应用223包括一个或多个子系统：主行进显示系统（PTD）223a、合成视觉系统（SVS）223b、第一天气系统（WX1）223c、第一行进计划系统（TP）223e和/或第一订阅系统223d；因此，第一应用223可以具有这些子系统中的一个、一些或全部。另外，这些子系统中的一些或全部可以组合到一个或多个子系统的（一个或多个）集合中。可选地，在另一实施例中，第一应用223包括可以被用来存储数据的一个或多个数据库；（一个或多个）数据库可以是对应子系统的部分，或者可以是（一个或多个）单独的数据库。例如，飞行路径数据和天气数据更新可以存储在第一天气系统223c中的（一个或多个）数据库中，并且地理和地形数据可以存储在合成视觉系统中的（一个或多个）数据库中。如本文中所使用的数据库意指常规含义下的数据库和/或存储数据的任何其他方法，例如数据文件和/或寄存器。
代替第一处理器222c（或者除第一处理器222c之外），图形处理器222B（在使用时）渲染例如来自随后所描述的第一应用223的图形输出。第一存储器222a和第一处理器222（在使用时）分别（至少部分地）存储和执行第一应用223。
交通工具（例如，飞行器）包括主行进显示，该主行进显示包括速度与航向指示符。例如，对于飞行器而言，主行进显示被认为是主飞行显示。主飞行显示包括姿势指示符、空速指示符、海拔指示符、航向指示符和/或竖直速度指示符。状态机222还例如在至少一个（一个或多个）内部I/O 222e的显示器上生成和呈现主行进显示。所呈现的主行进显示包括与在集成到第一交通工具202a中的主行进显示中示出的基本上相同以及可能地更多的信息。主行进显示系统222a接收由一个或多个内部传感器222D（例如，（一个或多个）加速度计、（一个或多个）陀螺仪、（一个或多个）磁力计和/或（一个或多个）GNSS接收器）所测量的数据，并且确定第一交通工具202a的行进参数，该行进参数诸如速度（例如，水平速度和/或竖直速度）、姿势、航向、纬度、经度和海拔。例如，航向可以根据来自磁力计的信息来导出。速度（例如，水平速度和/或竖直速度）、姿势、纬度、经度和/或海拔可以根据来自（一个或多个）加速度计、（一个或多个）陀螺仪和/或（一个或多个）GNSS接收器的信息来导出。
在一个实施例中，代替来自（一个或多个）内部传感器222d的数据或者除来自（一个或多个）内部传感器222d的数据之外，可以使用来自（一个或多个）外部传感器226的数据。例如，如果来自两个或更多个内部和/或外部传感器的数据被用来生成（一个或多个）相同的参数，那么（一个或多个）卡尔曼滤波器可以被用来融合这样的数据以增强使用来自该两个或更多个传感器的数据的所生成（一个或多个）参数的准确性。主行进显示系统222a然后渲染这样的所生成的参数的指示符，例如，要在（一个或多个）内部I/O 222e的显示器（即，便携式计算机的显示器）上渲染的这样的指示符的图形表示。如上文所描述的，指示符在（一个或多个）内部I/O 222e的显示器上的渲染可以由图形处理器222b实行。
合成视觉系统223b生成交通工具向其中行进的三维环境的二维模拟投影。该投影例如要由图形处理器222b渲染在（一个或多个）内部I/O 224的显示器上。例如，所模拟的环境可以显示地形、障碍物、地理政治学信息（例如，国界）和（一个或多个）其他交通工具102b的位置。可选地，在一个实施例中，将主行进显示和/或操纵方向（如将之后描述的）投影在环境模拟之上，例如，使用合成视觉系统223b；替换地，与所模拟的环境单独地示出主行进显示。
在一个实施例中，在交通工具出发之前，合成视觉系统223b询问并且从操作中心108接收关于所模拟的环境的数据，该数据是例如基本上时间固定的信息，诸如地形、障碍物、航道位置、道路和城镇/城市和/或地理政治学信息。然而，在行进期间，合成视觉系统223b针对关于基本上时间可变的信息的数据询问操作中心并且接收关于基本上时间可变的信息的数据，该数据诸如（一个或多个）其他交通工具102b的位置和/或地理政治学信息（例如，禁飞区）。例如，基于传达给操作中心108的第一交通工具202a的地理位置，操作中心108传送这样的基本上时间可变的信息，诸如接近第一交通工具202a的其他交通工具的位置。假设第一交通工具202a从其行进路径偏离，则操作中心108还将（例如，关于这样的基本上时间固定的信息的）信息更新传送给第一交通工具202a。使用所接收到的数据，合成视觉系统223b生成来自第一交通工具202a的视图的三维图像的二维表示。
第一天气分析系统223c包括询问关于接近交通工具102a的天气及其行进计划和/或来自天气卫星数据接收器（其是（一个或多个）外部传感器226的部分）的信息并且从操作中心108接收该信息的系统。例如，基于传达给操作中心108的第一交通工具202a的地理位置，操作中心108传送接近第一交通工具202a的天气信息。
在一个实施例中，使用所接收到的数据，第一天气分析系统223c生成相对于第一交通工具102a的位置的天气的二维或三维图形显示。例如，图形显示以所计划的方位指示符（PPI）或扇区PPI的形式。投影例如要被图形处理器222b渲染在（一个或多个）内部I/O222e的显示器上。
可选地，在一个实施例中，第一交通工具202a的操作者（例如，飞行员）通过第一行进计划系统223e录入关于交通工具的行进计划（例如，飞行计划）的信息。这样的信息在交通工具在对应的行进路径（例如，飞行路线）上出发之前录入。在另一实施例中，第一行进计划系统223e针对具体的未来行进路径信息来询问第一交通工具102a的操作者（例如，飞行员）。行进路径信息包括出发和到达点、出发时间、所估计的路径上的时间、候补目的地（例如，在天气不好的情况下）、行进的类型（例如，仪表飞行规则或目视飞行规则）、操作者和乘客信息、和/或关于第一交通工具102a的信息。第一行进计划系统223e然后将该信息传送给操作中心108。如随后将描述的，操作中心108生成要传达给第一行进计划系统223e的对应的行进路径，例如飞行路线。替换地，在另外的实施例中，第一行进计划系统223e生成对应的行进路径。在又一实施例中，第一行进计划系统223e还基于从（一个或多个）内部传感器222d和/或（一个或多个）外部传感器226所接收到的位置数据来确定第一交通工具102a关于行进路径的方位。
在一个实施例中，第一状态机222在显示器上渲染第一交通工具102a的行进路径，和第一交通工具102a在其行进路径上的方位。可选地，在另一实施例中，（一个或多个）其他交通工具102b的行进路径和/或（例如，关于该行进路径的）位置例如由图形处理器222b渲染在天气的显示之上，例如使用第一应用223中的第一天气系统223c或者（一个或多个）单独的系统（未示出）。基于交通工具所测量的位置，图示出第一交通工具202a在行进路径上的当前位置，并且使行进路径的所渲染的显示以当前位置为中心。
在一个实施例中，第一应用223包括第一订阅系统（第一订阅）233d。第一订阅系统233d可以包括第一交通工具202a的标识符（诸如尾号和/或所有者或操作者姓名）和/或由第一交通工具202a的所有者或操作者订阅的服务。在另一实施例中，可以对标识符加密。操作中心108的所有者或操作者可以允许特定交通工具仅使用某些服务，例如基于针对这样的服务所支付的订阅费用。例如，主行进显示可以免费渲染，但是地形、天气、行进路线、导航指令、其他飞行器的位置、地面接近警报和/或碰撞避免警报的渲染可以例如针对不同类型的信息中的每一个加收费用。订阅费用可以是周期性的（诸如每月的或每年的）或者基于由第一交通工具202a对这样的服务的实际使用。在另一实施例中，在传送行进计划数据时，和/或在第一交通工具202a沿着对应的行进路线行进期间，第一应用223（例如，第一订阅系统233d）将标识符和/或所订阅的服务传达给操作中心108，以使得操作中心108仅提供授权的服务。
图3图示了操作中心308的一个实施例的框图。在图示的实施例中，操作中心308包括耦合到第二通信系统330的第二状态机332。第二状态机332在本文中还可以被称为外接计算机。第二通信系统330促进与第一交通工具102a、其他交通工具102b、（一个或多个）卫星106、（一个或多个）地面站110和/或（一个或多个）外部系统112的直接或间接通信。在另一实施例中，操作中心308可以位于服务器系统或云计算系统处或者位于服务器系统或云计算系统之中。
在一个实施例中，第二状态机332由耦合到第二处理器332b的第二存储器332a组成。替换地，在另一实施例中，除第一存储器332a和/或第二处理器332b之外或者代替第一存储器332a和/或第二处理器332b，第二存储器332a和/或第二处理器332b可以整体地或者部分地利用专用集成电路和/或现场可编程门阵列来实现。
在图3中图示的一个实施例中，第二存储器332a包括第二应用，例如软件程序，333。第二应用333包括一个或多个子系统：行进指引器系统（TD）333a、第二天气系统（WX2）333b、行进管理系统（TMS）333c、交通指示系统（TI）333d、虚拟地面接近警报系统（VGPW）333e、虚拟碰撞避免系统（VCA）333f和/或第二订阅系统（第二订阅）223g；因此，第二应用332a可以具有这些子系统中的一个、一些或全部。另外，这些子系统中的一些或全部可以组合到一个或多个子系统的（一个或多个）集合中。可选地，在另一实施例中，第二应用332a包括可以被用来例如在对应的子系统或者（一个或多个）单独的数据库中存储数据的一个或多个数据库。例如，行进路径数据、地理数据和地形数据可以存储在行进管理系统333c中的这样的数据库中。
行进指引器系统333a（例如，飞行指引器系统）分析第一交通工具102a关于其行进路线的轨迹，并且生成线索，该线索指导第一交通工具102a的操作者（例如，飞行员）改变第一交通工具102a的方向以使得其继续在其行进路线上或者返回其行进路线。这样的线索包括转动交通工具的方向，例如纵摇和倾斜转弯角度。该线索可以是投影在（一个或多个）内部I/O 222e的显示器上的文本和/或图形命令，和/或例如通过第一状态机222中的文本到语音合成器系统的由可以是（一个或多个）内部I/O 222e的部分的（一个或多个）扬声器所广播的口头命令。该线索还可以是诸如特定颜色的十字准线或线条之类的视觉线索，该视觉线索指导操作者改变第一交通工具102a的方向。该线索由操作中心208传达给例如订阅该服务的交通工具。
第二天气系统（WX2）333b从（一个或多个）其他交通工具102b和其他天气源获得和存储天气数据，该其他天气源诸如政府或私人源，该政府或私人源诸如美国国家天气服务和/或SiriusXM XM WX卫星天气服务、航空天气服务和/或海洋天气服务。第二天气系统333b可以获得和存储针对其服务的地区的数据，或者仅针对接近订阅者交通工具的地区的数据，该接近订阅者交通工具的地区例如在交通工具的位置处以及进一步地沿其行进路径。例如接近交通工具以及进一步地沿其飞行路线的天气数据由操作中心308传达给例如订阅该服务的交通工具。
行进管理系统333c（例如用于飞行器的飞行管理系统）例如根据行进计划数据生成行进路径，或者从诸如美国联邦航空管理局的SWIM系统之类的外部系统112获得行进路径。例如，行进路径由行进管理系统333c基于下述内容生成：由第一交通工具102a的操作者在出发之前例如通过第一行进计划系统223e所提供的目的地位置、到达位置和途径点，以及存储在行进管理系统333c中的交通工具可以通过其行进的已知行进路线。行进管理系统333c还可以基于从第一交通工具102a所接收到的位置数据来确定第一交通工具102a关于行进路径的方位，并且生成被传达给第一交通工具102a的行进方向（例如，航向、姿势和/或速度），从而引导操作者和/或交通工具继续沿着行进路径行进。假设第一交通工具102a从其所计划的行进路径偏离，则行进方向还指挥第一交通工具102a返回其行进路径。行进路径和行进方向由操作中心208传达给例如订阅该服务的交通工具以例如在天气的显示之上渲染。
在一个实施例中，行进管理系统333c包括或者使用外部导航数据库，该外部导航数据库包含根据其来构造行进计划的元素，该元素包括途径点、行进线路（例如，航线）、出发与到达位置（例如，机场及其跑道）和/或仪表引导（例如，标准仪表出发信息、标准航站楼到达信息和/或仪表进场过程）。导航数据库还可以包括地图数据，该地图数据诸如地理和地理政治学数据，例如水体、城镇、城市、道路和分界线的位置。在另一实施例中，到接近第一交通工具102a的程度的该信息中的一些或全部被传达给第一交通工具102a。行进路径、行进方向和/或地图数据由操作中心208传达给例如订阅该服务的交通工具。可选地，在另外的实施例中，第一交通工具102a包括自动驾驶仪，并且由行进指引器系统333a和/或行进管理系统333c所生成的信息至少在使用自动驾驶仪时被传达给自动驾驶仪；因此，自动驾驶仪确保第一交通工具102a继续其在行进路径上的路线。
行进指示符系统333d从这样的（一个或多个）其他交通工具102b和/或政府或私人源（诸如美国联邦航空管理局的SWIM服务）获得和存储关于（一个或多个）其他交通工具102b的位置（例如，海拔、纬度和经度）的数据。行进指示符系统可以获得和存储针对其服务的地区的数据，或者仅针对接近订阅者交通工具的地区的数据，该接近订阅者交通工具的地区例如在第一交通工具102a的位置处以及进一步地沿其行进路径。例如接近交通工具以及进一步地沿其飞行路线的（一个或多个）其他交通工具位置数据由操作中心308传达给例如订阅该服务的交通工具。
虚拟地面接近警报系统333e获得来自第一交通工具102a（例如，飞行器）的海拔信息，并且确定第一交通工具102a在于其上行进的地形或障碍物（例如建筑物）之上的海拔是否在第一阈值水平以上和/或以下。该第一阈值水平可以由用户、第一应用223通过工业标准或者通过法律来设定。如果海拔处于和/或在第一阈值水平以下，那么操作中心308将地面接近警报传达给例如订阅该服务的交通工具，该地面接近警报由第一状态机222a通过警告声和/或合成的语音来显示和/或发布。在一个实施例中，地面接近警报可以显示在所模拟的投影之上或者天气投影之上。在一个实施例中，由交通工具接收到的地面接近警报通过第一状态机222a来显示。例如，地面接近警报可以显示在所模拟的投影（例如，通过合成视觉系统223b）之上或者在天气投影（例如，通过第一天气系统223c）之上。替换地，这样的信息可以通过单独的系统（未示出）来显示和/或发布。
虚拟碰撞避免系统333f例如从行进指示符333d获得关于接近第一交通工具102a的（一个或多个）其他交通工具的信息，并且估计这样的（一个或多个）其他交通工具的轨迹是否使它们处于第一交通工具102沿其行进路径小于和/或等于第二阈值水平的距离内，然后操作中心向第一交通工具102a发出碰撞警告。该碰撞警告例如通过合成视觉系统223b由第一状态机222a显示（和/或通过警告声和/或合成的语音来发布）。在一个实施例中，由交通工具所接收到的碰撞警告通过第一状态机222a来显示。例如，地面接近警报可以显示在（例如，通过合成视觉系统223b的）所模拟的投影之上或者在（例如，通过天气系统223c的）天气投影之上。替换地，这样的信息可以通过单独的系统（未示出）来显示和/或发布。
第二订阅系统333g继续估计第一交通工具102a是否是对上文所描述的一个或多个服务的订阅者。在一个实施例中，第二订阅系统333g包括标识全部订阅者以及订阅者已经订阅的服务的数据库。在另一实施例中，第二订阅系统333g估计由交通工具提供的交通工具标识符以确定其是否是订阅者以及其已经订阅哪些服务。在做出这种估计并且确定交通工具是订阅者时，其授权第二应用333向已经提供其交通工具标识符的交通工具提供该服务和对应的数据。例如，第一状态机222将使得仅订阅者已经订阅的信息被显示和/或第二状态机332将使得仅订阅者已经订阅的信息被传送到第一交通工具202a。这样的信息包括但不限于：行进路径、方向（例如，依附于行进路径）、行进方向（例如，如何转动交通工具）以及关于天气、其他交通工具、地面接近警报和/或碰撞警报的信息。
图4图示了操作中心的操作方法400的一个实施例。在图4中示出的方法400的实施例此处被描述为在先前的各图中示出的系统中实现，尽管要理解的是，可以以其他方式实现其他实施例。流程图的各框已经以通常按次序的方式来布置以易于解释；然而要理解的是，这种布置仅是示例性的，并且应当意识到的是，与方法（以及在各图中示出的框）相关联的处理可以以不同次序发生（例如，其中与框相关联的处理中的至少一些并行地和/或以事件驱动的方式来实行）。
可选地，在框440中，接收行进计划数据。可选地，在框442中，生成交通工具（例如，第一交通工具102a）的行进路径。在一个实施例中，从外接计算机（例如，第二状态机332）利用行进计划数据生成行进路径。替换地，行进路径从另一个源（例如，（一个或多个）外部系统112）获得。在另一实施例中，将行进路径发送给交通工具机载的便携式计算机（例如，第一状态机222），该便携式计算机与安装在交通工具中的任何平台上的计算机分离并且被配置成渲染所确定的信息以用于由操作者消耗。
在框444中，在远离交通工具的外接计算机处接收来自交通工具机载的至少一个传感器（例如，（一个或多个）内部传感器222d）的数据。可选地，在一个实施例中，所接收到的数据包括与交通工具、其所有者和/或其操作者相对应的标识符。可选地，在另一实施例中，所接收到的数据是加密的。
在框446处，响应于所接收到的传感器数据利用外接计算机来确定用于在驾驶交通工具中辅助交通工具的操作者的信息。在一个实施例中，该信息包括：
a、交通工具关于行进路径的方位
b、行进方向；
c、指导交通工具的操作者改变交通工具的方向的线索；
d、接近交通工具的天气数据和/或交通工具的未来行进路径；
e、（一个或多个）其他交通工具位置；
f、地面接近警报；和/或
g、碰撞警告。
交通工具的未来行进路径意指交通工具尚未沿其行进的当前行进路径的部分。在另一实施例中，仅在确定所接收到的标识符符合订阅者（例如，付费订阅者）的情况下才确定和/或发送该信息。
在框448中，将所确定的信息发送给交通工具机载的便携式计算机，该便携式计算机与安装在交通工具中的任何平台上的计算机分离并且被配置成渲染所确定的信息（例如表示所接收到的信息的指示符）以用于由操作者消耗。如本文中所使用的平台上的计算机是安装在交通工具中的计算机，其除了用于服务之外是不可移动的。在一个实施例中，所确定的信息是加密的。
图5图示了虚拟交通工具系统的示例性操作方法500。在图5中示出的方法500的实施例此处被描述为在先前各图中示出的系统中实现，尽管要理解的是可以以其他方式实现其他实施例。流程图的各框已经按照通常按次序的方式来布置以易于解释；然而要理解的是，这种布置仅仅是示例性的，并且应当意识到的是，与方法（以及在各图中示出的框）相关联的处理可以以不同次序发生（例如，其中与框相关联的处理中的至少一些并行地和/或以事件驱动的方式来实行）。
可选地，在框550中，将行进计划数据从便携式计算机发送到外接计算机，该便携式计算机与安装在交通工具中的任何平台上的计算机分离。可选地，在框552中，在便携式计算机处接收来自外接计算机的行进路径以用于由操作者消耗。
在框554中，将来自交通工具机载的至少一个传感器的数据从交通工具机载的便携式计算机发送到外接计算机。可选地，在一个实施例中，发送与交通工具、交通工具的所有者和交通工具的操作者中的至少一个相对应的标识符。在一个实施例中，发送数据包括发送加密数据。
在框556处，在交通工具机载的便携式计算机处接收响应于传感器数据利用外接计算机所确定的信息。在一个实施例中，如果所发送的标识符与由外接计算机实行的服务的订阅者相对应，则接收该信息。在另一实施例中，接收信息包括接收加密信息。在另外的实施例中，所接收到的信息包括：
a、交通工具关于行进路径的方位
b、行进方向；
c、指导交通工具的操作者改变交通工具的方向的线索；
d、接近交通工具的天气数据和/或交通工具的未来行进路径；
e、（一个或多个）其他交通工具位置；
f、地面接近警报；和/或
g、碰撞警告。
在框558处，在便携式计算机的显示器上渲染所接收到的信息（例如表示所接收到的信息的指示符）以用于由交通工具的操作者消耗并且在驾驶交通工具方面辅助操作者。
图6图示了在便携式计算机的显示器上所渲染的图像600的一个实施例。在所渲染的图像600的右手侧上，图示了扇区PPI显示660。在所渲染的图像600的左手侧上，图示了交通工具前方的三维环境的二维模拟投影664。
在一个实施例中，扇区PPI显示660图示了接近交通工具的天气660A、交通工具的位置660B和/或交通工具的行进路径660C（例如，包括途径点GUP、GUP44和PUMPS）。可选地，扇区PPI显示660显示罗盘航向660E。
可选地，所渲染的图像600包括E型示波器显示662，例如图示了交通工具的高度660F和位置660B、交通工具的行进路径660C（例如，包括途径点GUP、GUP44和PUMPS）以及接近交通工具的天气660A。在另一实施例中，E型示波器显示662接近扇区PPI显示660，例如在下方。
二维模拟投影664显示模拟地形664G。在一个实施例中，二维模拟投影664显示主飞行显示的组件，例如高度计664E、速度计664C、姿势指示符664D和航向指示符660E。可选地，二维模拟投影664显示线索664A和/或行进方向664B。
示例性实施例
示例1包括一种方法，包括：在远离交通工具的外接计算机处接收来自交通工具机载的至少一个传感器的数据；响应于所接收到的传感器数据利用外接计算机来确定用于在驾驶交通工具方面辅助交通工具的操作者的信息；以及将所确定的信息发送给交通工具机载的便携式计算机，该便携式计算机与安装在交通工具中的任何平台上的计算机分离并且被配置成渲染所确定的信息以用于由操作者消耗。
示例2包括示例1的方法，其中所接收到的数据进一步包括与交通工具、交通工具的所有者和交通工具的操作者中的至少一个相对应的标识符。
示例3包括示例2的方法，其中仅在确定所接收到的标识符与订阅者相对应的情况下才实行（a）确定和（b）发送该信息中的至少一个。
示例4包括示例1-3中的任一项的方法，其中接收数据包括接收加密数据。
示例5包括示例2-4中的任一项的方法，其中发送所确定的信息包括发送经加密的所确定的信息。
示例6包括示例1-5中的任一项的方法，其中发送所确定的信息包括发送包含以下各项中的至少一个的所确定的信息：交通工具关于行进路线的方位、至少一个行进方向、指导交通工具的操作者改变交通工具的方向的至少一个线索、接近交通工具和交通工具的未来行进路径中的至少一个的天气数据、至少一个其他交通工具的位置、地面接近警报以及碰撞警告。
示例7包括示例1-6中的任一项的方法，进一步包括在外接计算机处接收来自交通工具机载的便携式计算机的行进计划数据。
示例8包括示例1-7中的任一项的方法，进一步包括：生成行进路径；以及将行进路径发送给便携式计算机，该便携式计算机被配置成渲染行进路径以用于由操作者消耗。
示例9包括一种方法，包括：将来自交通工具机载的至少一个传感器的数据从交通工具机载的便携式计算机发送到外接计算机；利用交通工具机载的便携式计算机接收响应于传感器数据利用外接计算机所确定的信息，该便携式计算机与安装在交通工具中的任何平台上的计算机分离；以及在便携式计算机的显示器上渲染所接收到的信息以用于由交通工具的操作者消耗并且在驾驶交通工具方面辅助操作者。
示例10包括示例9的方法，进一步包括发送与交通工具、交通工具的所有者和交通工具的操作者中的至少一个相对应的标识符。
示例11包括示例10的方法，其中仅在所发送的标识符与由外接计算机实行的服务的订阅者相对应的情况下才接收该信息。
示例12包括示例9-11中的任一项的方法，其中发送数据包括发送加密数据。
示例13包括示例9-12中的任一项的方法，其中接收信息包括接收加密信息。
示例14包括示例9-13中的任一项的方法，其中接收信息包括接收包含以下各项中的至少一个的信息：交通工具关于行进路线的方位、至少一个行进方向、指导交通工具的操作者改变交通工具的方向的至少一个线索、接近交通工具和交通工具的未来行进路径中的至少一个的天气数据、至少一个其他交通工具的位置、地面接近警报以及碰撞警告。
示例15包括示例9-14中的任一项的方法，进一步包括将行进计划数据从交通工具机载的便携式计算机发送到外接计算机。
示例16包括示例9-15中的任一项的方法，进一步包括在便携式计算机处接收来自外接计算机的行进路径以用于由操作者消耗。
示例17包括一种交通工具，包括：通信系统；耦合到该通信系统的便携式计算机；并且其中该便携式计算机包括：处理器；耦合到该处理器的存储器；至少一个输入/输出设备；其中该至少一个输入/输出设备包括显示器；至少一个传感器；并且其中该便携式计算机被配置成：将来自至少一个传感器的数据通过通信系统发送到外接计算机；接收响应于传感器数据利用外接计算机所确定的信息；以及在显示器上渲染所接收到的信息以用于由交通工具的操作者消耗从而在驾驶交通工具方面辅助操作者。
示例18包括示例17的交通工具，其中接收信息包括：接收包含以下各项中的至少一个的信息：交通工具关于行进路线的方位、至少一个行进方向、指导交通工具的操作者改变交通工具的方向的至少一个线索、接近交通工具和交通工具的未来行进路线中的至少一个的天气数据、至少一个其他交通工具的位置、地面接近警报和碰撞警告。
示例19包括示例17-18中的任一项的交通工具，其中该至少一个传感器包括加速度计、陀螺仪、磁力计和GNSS接收器中的至少一个。
示例20包括示例17-19中的任一项的交通工具，其中便携式计算机包括订阅标识符。
尽管已经在本文中图示和描述了具体实施例，但是本领域普通技术人员将领会的是，经计算以实现相同目的的任何布置可以替换所示出的具体实施例。因此，明确意图的是，本发明仅受限于权利要求及其等同方式。
尽管已经在本文中图示和描述了具体实施例，但是本领域普通技术人员将领会的是，经计算以实现相同目的的任何布置可以替换所示出的具体实施例。因此，明确意图的是，本发明仅受限于权利要求及其等同方式。

Claims (3)

1.一种交通工具（202a），包括：
通信系统（220）；
耦合到所述通信系统的便携式计算机（222）；并且
其中所述便携式计算机包括：
处理器（222c）；
耦合到所述处理器的存储器（222b）；
至少一个输入/输出设备（222e）；
其中所述至少一个输入/输出设备包括显示器；
至少一个传感器（222e）；并且
其中所述便携式计算机被配置成：
将来自至少一个传感器的数据通过所述通信系统发送到外接计算机；
响应于所述传感器数据接收利用所述外接计算机所确定的信息；以及
在所述显示器上渲染所接收到的信息以用于由所述交通工具的操作者消耗从而在驾驶所述交通工具方面辅助操作者。
2.根据权利要求1所述的交通工具，其中接收信息包括接收包含以下各项中的至少一个的信息：所述交通工具关于行进路线的方位、至少一个行进方向、指导所述交通工具的操作者改变所述交通工具的方向的至少一个线索、接近所述交通工具和所述交通工具的未来行进路线中的至少一个的天气数据、至少一个其他交通工具的位置、地面接近警报和碰撞警告。
3.根据权利要求1所述的交通工具，其中所述便携式计算机包括订阅标识符。
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