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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Flugzeug-Cockpitinstrumentenausrüstung, darunter
Flugcomputer, Navigationsausstattung und dergleichen und insbesondere
ein Flugsicherungssystem (FMS), das während des Flugs Navigationsdaten,
darunter Waypoints, Flughäfen
und Navigationshilfen anzeigt.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Militärische,
kommerzielle und private Flugzeuge sind mit einer Vielzahl von Cockpitinstrumenten
ausgestattet, darunter Flugcomputer, darunter Hauptfluganzeigen
(Primary Flight Displays – PFD), Funkgeräte und Messinstrumente.
Ein besonderes Cockpitinstrument ist als Flugsicherungssystem (Flight
Management System – FMS)
bekannt, das FMS-Navigationsdaten formatiert und die Daten zu einem
Anzeigesystem zur Anzeige für
den Piloten während
des Flugs weiterleitet. Die F'MS-Navigationsdaten
können
Waypoints, Entfernungen und Steuerkurse zwischen Waypoints, Flughäfen und
Navigationshilfen aufweisen und werden in Echtzeit während des
Flugs angezeigt, um einen Kurs von einem Ausgangspunkt zu einem
Zielpunkt zu zeichnen. Vor dem Flug werden die Breitengrade und
Längengrade
der verschiedenen Waypoints, Flughäfen und Navigationshilfen in
dem FMS-Computer
programmiert, um den beabsichtigten Kurs zu zeichnen, der einen
Teil des Flugplans bildet.
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Unter
Bezugnahme auf 1 ist eine herkömmliche
FMS-Anzeige 10 dargestellt,
die verschiedene Waypoints 12 veranschaulicht, die entlang eines
Kurses von einem Ausgangspunkt A zu einem Zielpunkt B gezeichnet
sind. Jeder Waypoint 12 ist symbolisch durch ein Dreiecksymbol
dargestellt und hat dazu gehörend
einen Breitengrad und einen Längengrad,
abgekürzt
als LAT und LNG. Eine Linie verbindet die verschiedenen Waypoint-Dreiecksym bole 12 und
kann ferner mit einer Distanz in Seemeilen identifiziert werden
sowie mit einem Steuerkurs in Graden zwischen den zusammengehörenden Waypoints.
Der Autopilot kann das Flugzeug von Punkt zu Punkt auf der Grundlage
der Breitengrad- und Längengradpunkte
der Waypoints fliegen, oder der Pilot kann das Flugzeug manuell über die
identifizierte Entfernung mit dem identifizierten Steuerkurs entlang der
gezeichneten Strecke fliegen.
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Weitere
Flugcomputer sind mit anderen unterschiedlichen Informationen bereitgestellt,
darunter IFR-Karten (Instrument Flight Rule) und VFR-Karten (VFR-Sichtflugregeln),
die verschiedene andere Navigationsdaten identifizieren, darunter
Wetterkarten, Anflugkarten, Flughäfen, Städte und Navigationshilfen.
Jede Karte entspricht einem repräsentativen kleinen
Abschnitt der Erde. Während
des Flugs kann der Pilot die IFR- und VFR-Karten einzeln nachprüfen, um
die Wetterbedingungen und Flughäfen
in der Nähe
des Flugzeugs während
des Flugs sowie verschiedene Städte,
geografische Landmarken und Gelände,
um bei der Navigation zu helfen, zu bestimmen. Diese IFR- und VFR-Karten
können
ferner mit Filtern versehen werden, wie zum Beispiel mit Filtern, um
Flughäfen
herauszufiltern, die für
das spezifische Flugzeug geeignete Landeanlagen haben, falls ein Notfall
auftreten sollte. Ist das Flugzeug zum Beispiel eine Fokker 100,
können
die VFR-Karten ein Filter haben, das visuell nur Flughäfen wiedergibt
und identifiziert, die geeignete Landeanlagen für dieses spezifische Flugzeug
haben.
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Ein
Problem bei den herkömmlichen
Flugzeugsystemen besteht darin, dass diese IFR- und VFR-Karten nur
abwechselnd nach Auswahl und nicht gleichzeitig mit den FMS-Navigationsdaten,
die die Waypoints enthalten, angezeigt werden. Die IFR- und VFR-Karten
bestehen typisch aus Rastergrafik-Bilddaten, die in dem Speicher
gespeichert sind, und typisch rechteckige Karten bil den, wobei jede Ecke
der Karte einen bestimmten Breiten- und Längengrad hat.
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Ein
besonderes Problem besteht darin, dass diese rechteckigen Rastergrafikkarten
rechteckig sind, die Erde jedoch eine Kugel ist und daher eine gewölbte Oberfläche hat.
Während
die Karten daher in dem Speicher als rechteckige Karten gespeichert sind,
können
die Karten nicht einfach zusammen fliesenartig angeordnet werden,
um einen Abschnitt der Erde anzuzeigen und gleichzeitig mit dem
FMS-Navigationsdaten angezeigt zu werden, da die Kartenecken, die
Kartendaten und die FMS-Navigationsdaten aufgrund der Wölbung der
Erde nicht unbedingt miteinander ausgerichtet sind und richtig zusammenfallen.
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2 veranschaulicht
dieses Problem. Wenn die rechteckigen Rastergrafik-Datenkarten 14 einfach
fliesenartig miteinander angeordnet und mit den FMS-Navigationsdaten
verschmolzen würden, würden sich
die verschiedenen Flughäfen-
und Navigationshilfssymbole nicht ausrichten und mit den verschiedenen
Waypointsymbolen zusammenfallen, insbesondere wenn der Waypoint
und der Flughafen oder die Navigationshilfe zum Beispiel einen identischen
Breitengrad und Längengrad
haben. Das Flughafensymbol 16, das Longview, Texas darstellt,
gekennzeichnet als LNG, ist zum Beispiel nicht mit dem dazu gehörenden Waypoint 12 ausgerichtet,
obwohl sie einen gemeinsamen Längen-
und Breitengrad haben. Auch das ist wieder auf die Tatsache zurückzuführen, dass
die Erde eine gewölbte
Oberfläche
hat und bewirkt, dass die FMS-Daten von den Rastergrafikdaten der
VFR-Karte versetzt werden. Ebenso tendieren andere VFR- und IFR-Daten, die an Flugkarten
enthalten, sei es Radar oder dergleichen, dazu, von den FMS-Daten
versetzt zu sein, wenn die Rastergrafikkarten einfach mit den FMS-Daten
wie in 2 gezeigt verschmolzen werden.
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Es
gibt eine erwünschte
verbesserte Flugzeuganzeige, die ein verbessertes Flugsicherungssystem
(FMS) aufweist, das die Rastergrafik-Kartendaten so integriert,
dass Rastergrafikdaten korrekt zusammenfallen und gleichzeitig mit
den FMS-Navigationsdaten inklusive Waypoints angezeigt werden.
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EP 0 454 129 offenbart ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer texturkartierten
perspektivischen Ansicht für
digitale Kartensysteme. Das System umfasst eine Vorrichtung zum
Speichern von Höhen-
und Texturdaten, zum Scannen eines projizierten Ansichtvolumens
aus den Höhendaten,
zum Erzeugen einer Vielzahl ebener Vielecke und zum Wiedergeben
von Bildern.
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US 5 057 835 offenbart ein
Kartenanzeigesystem, das ein Fahrzeugsymbol enthält, das in Bezug auf Hintergrundkartendaten
positioniert ist und für
einen Benutzer leicht zu lesende Kartendaten bereitstellt. Das System
umfasst das Zeichnen von Flugzeuglande- und Abflugzonen in realer
Größe und Ausrichtung
in Bezug zu den Hintergrundkartendaten, und das Anzeigen von Navigationskontrollzonen in
Bezug zu einem Flugzeugsymbol.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Flugzeuganzeigevorrichtung in
einem Flugsicherungssystem wie von Anspruch 1 definiert dar.
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Die
Flugzeuganzeigevorrichtung kann Merkmale eines oder mehrerer der
abhängigen
Ansprüche
2 bis 10 aufweisen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ferner ein Verfahren wie von Anspruch
11 definiert bereit.
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Das
Verfahren kann die Merkmale eines oder mehrerer der abhängigen Ansprüche 12 bis
17 enthalten.
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Die
vorliegende Erfindung verwirklicht technische Vorteile als eine
Flugzeuganzeigevorrichtung in einem Flugsicherungssystem, die Rastergrafikdaten
gleichzeitig und richtig mit FMS-Navigationsdaten zusammenfallend
angezeigt hat, wobei ein Algorithmus einer gemeinsamen Entfernung
auf alle Daten auf der Grundlage einer Kartenmittenposition angewandt
wird. Eine grafische Wiedergabetechnik bekannt als Texturkartieren
wird an die rechteckigen Rastergrafik-Bilddaten angewandt, um Vielecke
zu bilden. Die Vieleck-Rastergrafikdaten werden dann in Echtzeit
mit den FMS-Navigationsdaten inklusive Waypoints überlagert
und fallen richtig damit zusammen, um eine integrierte Anzeige bereitzustellen,
die gleichzeitig FMS-Navigationsdaten und Rastergrafikdaten anzeigt.
Alle der Daten, darunter die FMS-Navigationsdaten und Rastergrafikdaten
werden zu einer Kartenmitten-Breitengrad-/Längengradposition referenziert,
wie zum Beispiel zur aktuellen Position des Flugzeugs, eines Waypoints
oder einer Ecke der Karte. Der Entfernungsalgorithmus beruht vorzugsweise
auf Sedonos-Gleichungen, um präzis
die Entfernung der verschiedenen Daten von dem Flugzeug zu bestimmen
und daher das Zusammenfallen auf der einzigen Anzeige zu verwirklichen.
Die vorliegende Erfindung erlaubt das fliesenartige Anordnen, Überlappen,
Drehen oder Skalieren einer beliebigen Anzahl von Rastergrafikdatenkarten
auf der Anzeige.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst eine Flugzeuganzeigevorrichtung in
einem Flugsicherungssystem, die einen Texturspeicher aufweist, der mindestens
eine Rastergrafik-Bilddatenkarte speichert, die geografisch referenzierte
Rastergrafik-Bilddaten enthält.
Die Flugzeuganzeigevorrichtung umfasst ferner eine Anzeige und einen
Prozessor, der einen Eingang zum Empfangen eines Signals hat, das
auf eine vorausbestimmte Position hinweist, wie zum Beispiel die
aktuelle Position des Flugzeugs, einen Waypoint oder eine Ecke der
Karte. Der Prozessor verarbeitet die Rastergrafik-Bilddaten als eine Funktion
der vorausbestimmten Position und zeigt gleichzeitig die verarbeiteten
Rastergrafik-Bilddaten und die empfangenen Navigationsdaten auf
der Anzeige an. Der Prozessor verarbeitet die Rastergrafik-Bilddaten
und Navigationsdaten gemäß einem
Algorithmus, der eine Entfernung der Rastergrafik-Bilddaten und
der Navigationsdaten von der vorausbestimmten Position berechnet,
wobei dieser Algorithmus vorzugsweise auf Sedonos-Gleichungen beruht. Die
Rastergrafik-Bilddatenkarten umfassen rechteckige Karten, wobei
der Prozessor die Rastergrafik-Bilddatenkarten in Vieleckbildern
wiedergibt. Das Verarbeiten wird vorzugsweise unter Heranziehen von
Texturkartieren durchgeführt,
um die rechteckigen Karten in Vieleckbildern wiederzugeben. Der Texturspeicher
speichert vorzugsweise eine Vielzahl von Rastergrafik-Bilddatenkarten,
wobei diese Karten fliesenartig angeordnet werden, wenn sie als
die Vieleckbilder auf der Anzeige angezeigt werden. Die Vieleckbilder
können
auch überlappt,
gedreht oder skaliert werden. Der Prozessor hat einen Eingang zum
Empfangen von FMS-Navigationsdaten, die Waypoints, Flughäfen und
Navigationshilfen enthalten.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung umfasst das Verarbeiten und
Anzeigen von Flugzeugbilddaten in einem Flugsicherungssystem, das den
ersten Schritt des Bestimmens einer vorausbestimmten Position aufweist,
wie zum Beispiel der aktuellen Position des Flugzeugs, eines Waypoints oder
einer Ecke einer Karte. Die mindestens eine Rastergrafik-Bilddatenkarte,
die geografisch referenzierte Rastergrafik-Bilddaten enthält, wird
dann als eine Funktion der vorausbestimmten Position verarbeitet,
wonach die verarbeiteten Rastergrafik-Bilddaten auf einer Anzeige
angezeigt werden. Die Rastergrafik-Bilddatenkarte wird in einem
Texturspeicher gespeichert und umfasst ein rechteckiges Bild. Das Verfahren
umfasst ferner den Schritt des Wiedergebens des rechteckigen Bilds
als ein Vieleckbild. Die Rastergrafik-Bilddaten werden verarbeitet,
um eine Entfernung der Rastergrafik-Bilddaten von der vorausbestimmten
Position zu bestimmen. Vorzugsweise werden sowohl eine X- als auch eine Y-Entfernung der
Ecken des Rastergrafikbilds berechnet, um die Entfernung der Ecken
von einer Kartenreferenz zu bestimmen, wie zum Beispiel der aktuellen
Flugzeugposition. Sedonos-Gleichungen werden verwendet, um die Entfernung
der Rastergrafikbildecken von der Kartenreferenzposition zu bestimmen.
Das resultierende Vieleckbild wird anhand einer Texturkartierungstechnik
wiedergegeben. Das Verfahren umfasst ferner den Schritt des Überlagerns
von Navigationsdaten auf den wiedergegebenen Vieleckbildern, so dass
die Navigationsdaten richtig mit den Rastergrafikdaten zusammenfallen,
die in dem Vieleckbild angezeigt werden, wobei die Navigationsdaten
verarbeitet werden, um eine Entfernung von der Kartenreferenz, wie
zum Beispiel von der aktuellen Flugzeugposition zu bestimmen. Vorzugsweise
umfassen die Navigationsdaten Waypoints, Flughäfen und Navigationshilfen,
wobei die Rastergrafik-Bilddaten IFR- und VFR-Karten sowie andere
Flugkarten umfassen können.
Vorzugsweise wird eine Vielzahl von Rastergrafik-Bilddatenkarten
verarbeitet und in getrennte Vieleckbilder umgewandelt. Diese Vieleckbilder
können
beim Anzeigen fliesenartig angeordnet, überlappt, gedreht oder skaliert
werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Veranschaulichung einer herkömmlichen FMS-Anzeige, die verschiedene
Waypoints darstellt, die einen Flugplan von einem Ausgangspunkt
A zu einem Zielpunkt B bestimmen, darunter die verschiedenen Breiten-
und Längengradidentifikatoren
mit den verschiedenen Waypoints,
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2 ist
eine Veranschaulichung des Problems, das durch einfaches Verschmelzen
von Rastergrafik-Bilddatenkarten mit den FMS-Navigationsdaten der 1 entsteht
und veranschaulicht das Nichtzusammenfallen der Rastergrafikdaten
mit den Navigationsdaten,
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3 ist
ein Blockschaltbild der vorliegenden Erfindung, das die rechteckigen
Rastergrafikbilder veranschaulicht, die anhand einer Grafikabbildungstechnik,
Texturkartieren genannt, verarbeitet werden, die die Rastergrafik-Bilddaten
in Vielecken wiedergibt und dann gleichzeitig die Navigationsdaten
mit den Rastergrafikbildern anzeigt, so dass alle Daten richtig
zusammenfallen,
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4 ist
eine Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Flugzeuganzeige mit Vieleck-Rastergrafikdaten,
die gleichzeitig angezeigt werden und richtig mit den FMS-Navigationsdaten
zusammenfallen, wobei alle Navigationsdaten und Rastergrafikdaten
mit dem gleichen Entfernungsalgorithmus registriert werden, der
auf der aktuellen Position des Flugzeugs als Kartenmitte basiert,
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5 ist
ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Flugzeuganzeigevorrichtung,
und
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6 ist
ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens, das die Verarbeitung
der FMS-Navigationsdaten und Rastergrafikbilder zum Abbilden einer
einzigen Anzeige mit allen Daten, die zusammenfallen, veranschaulicht.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Unter
Bezugnahme auf 3 ist allgemein in 20 ein
Blockschaltbild der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei rechteckige
Rastergrafik-Bildkarten 22 und 24, die in einem
Texturspeicher 25 gespeichert sind, anhand einer Grafikabbildungstechnik,
die Texturkartieren genannt wird, verarbeitet werden, um die rechteckigen
Rastergrafik-Bilddatenkarten in Vieleckbildern 26 und 28 wiederzugeben.
Alle der FMS-Navigationsdaten, die generell in 29 gezeigt sind,
sowie die Rastergrafikda ten in den rechteckigen Rastergrafik-Bildkarten
werden alle gleichzeitig auf der Anzeige 21 angezeigt und
anhand des gleichen Entfernungsalgorithmus verarbeitet, um die relative
Entfernung in Seemeilen der Daten von einem bekannten Kartenmittenpunkt,
wie zum Beispiel von der aktuellen Position des Flugzeugs, einem
Waypoint oder einer Kartenecke zu bestimmen. Alle Daten fallen richtig
auf der Anzeige 21 zusammen, da alle Daten zu dem Kartenmittenpunkt
referenziert werden, der in diesem Beispiel als die aktuelle Position des
Flugzeugs gezeigt ist. Die Breiten- und Längengrade aller Daten, darunter
die Ecken der Rastergrafik-Bildkarten, die Rastergrafikdaten und
die verschiedenen Navigationsdaten, darunter Waypoints, Flughäfen und
Navigationshilfen, werden verwendet, um die jeweilige Entfernung
von der aktuellen Position des Flugzeugs anhand eines Entfernungsalgorithmus
zu berechnen. Der Entfernungsalgorithmus umfasst vorzugsweise Sedonos-Gleichungen,
die präzis die
relative Entfernung in Seemeilen jedes Punkts von dem Kartenmittenpunkt
bestimmen, wie zum Beispiel die aktuelle Position des Flugzeugs.
Das erlaubt es, alle Daten gleichzeitig auf einer einzigen Anzeige 21 anzuzeigen,
so dass sie mit anderen Daten richtig zusammenfallen.
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Eine
Form von Sedonos-Gleichungen wird wie folgt dargestellt, obwohl
andere Sedonos-Gleichungen verfügbar
und für
die vorliegende Erfindung geeignet sind:
Sedonos-Gleichungen
werden gegeben durch Xdelta = R × cos(RLat × sin((RLon) – (RLonRef)); Ydelta = R × (sin(RLat – RLatRef))
+ (cos(RLat) × sin(RLatRef) × (1 – cos(RLon – RLonRef))));
wobei:
- RLatRef
- = Breitengrad des
Kartenreferenzpunkts in Radian
- RLonRef
- = Längengrad
des Kartenreferenzpunkts in Radian
- RLat
- = Breitengrad des
Punkts, zu dem die Entfernung gemessen wird, in Radian
- RLon
- = Längengrad
des Punkts, zu dem die Entfernung gemessen wird, in Radian
- R
- = Radius der Erde
in Seemeilen
- Xdelta
- = Entfernung, um die
sich der Messpunkt östlich
von dem Referenzpunkt befindet
- Ydelta
- = Entfernung, um die
sich der Messpunkt nördlich
vom Referenzpunkt befindet
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Wie
in 4 dargestellt, werden die rechteckigen Rastergrafik-Bildkarten 22 und 24 texturkartiert,
um jeweilige Vielecke 26 und 28 abzubilden. Das
erste rechteckige Rastergrafikbild 22, identifiziert als
Visual Flight Rule Map – Karte
VFR1, fällt richtig
mit der zweiten Rastergrafik-Datenkarte 24, die als VFR2
identifiziert ist, zusammen. Das erste rechteckige Rastergrafikbild 22 wird
unter Einsatz von Echtzeit-Texturkartieren
abgebildet, um das Vieleck 26 zu bilden. Die zweite rechteckige
Rastergrafik-Bildkarte 24 wird als ein Vieleck 28 abgebildet, wobei
die gemeinsame Seite jeder Karte mit der anderen in diesem Beispiel überlagert
wird, bei dem die Karten 22 und 24 benachbart
sind. Aufgrund der Wölbung
der Erdoberfläche
und der Position des Flugzeugs von verschiedenen Punkten werden
die rechteckigen Rastergrafik-Bildkarten 22 und 24 beim
Gebrauch der Texturkartierungsgrafikabbildungstechnik, die die Vielecke 26 und 28 bildet, „verzerrt".
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Die
Ecken jedes Vielecks 26 und 28 haben einen zugehörigen Breitengrad
und Längengrad,
abgekürzt
als LAT, LNG. Die Position des Flugzeugs ist in 30 abgebildet
und hat einen bekannten Breitengrad und einen bekannten Längengrad,
der unter Einsatz verschiedener Navigationsausstattungen an Bord,
wie zum Beispiel mit einem GPS-Positionsgeber geprüft wird.
Die Entfernung zwi schen dem Flugzeug 30 und den verschiedenen
Ecken der Vieleckbilder, den Rastergrafikdatenpunkten und Navigationsdaten,
darunter Waypoints, die als Entfernungen D1, D2, D3, D4 und D5 abgebildet
sind, wobei die Entfernungen D1–D5
repräsentativ
sind für
x, y kartesische Koordinaten in Seemeilen, werden anhand des Entfernungsalgorithmus
berechnet, der vorzugsweise auf Sedonos-Gleichungen basiert. Die
Entfernung in Seemeilen zu der Ecke der Vieleckbilder und Datenpunkte,
die durch die bekannten entsprechenden Breitengrad- und Längengraddaten
identifiziert sind, wird unter Einsatz der Sedonos-Gleichungen bestimmt,
wobei eine X- und Y-Entfernung
anhand der Sedonos-Gleichungen bestimmt wird. Die Vielecke sind
vorzugsweise wie gezeigt Trapeze. Die Entfernung zu den verschiedenen
Waypoints, identifiziert als 32, 34, 36, 38 und 40 werden
unter Einsatz der Sedonos-Gleichungen bestimmt, um die Entfernung
der verschiedenen Waypoints von der aktuellen Position des Flugzeugs,
das in 30 gezeigt ist, präzis in Seemeilen zu bestimmen. Ähnlich wird
die Entfernung zu den verschiedenen Rastergrafikdaten, die als Punkte
abgebildet sind, die Städte,
Landmarken, Anflugreferenzen usw. identifizieren, unter Einsatz der
Sedonos-Gleichungen
bestimmt.
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Jede
dieser Referenzen kann dazu gehörig ein
Identifikationssymbol, das die Referenz angibt, haben. Wie in 4 abgebildet,
bezieht sich die Referenz, die als AMA identifiziert ist, auf eine
bestimmte Navigationshilfe verbunden mit Amarillo, Texas. Die Navigationshilfe,
die als SHV identifiziert ist, kann zu der spezifischen Navigationshilfe
in Shreveport, Louisiana gehören.
Die Navigationshilfen sind nicht unbedingt mit Waypoints ausgerichtet,
weil diese nicht unbedingt physisch genau an dem Flughafen liegen,
wie in diesem Beispiel abgebildet. Der Waypoint 32, der
den Ausgangspunkt identifiziert, entspricht dem Breitengrad und
dem Längengrad
des Flughafens in Amarillo, Texas, und der Waypoint 40 gehört zu dem
Breitengrad und Längengrad
des Flughafens in Shreveport, Louisiana. Zu bemerken ist, dass einige
dazwischen liegende Waypoints, wie zum Beispiel Waypoint 34 und 38 ebenfalls
dazu gehörige
Navigationshilfen haben, die die gleichen Breitengrade und Längengrade
haben, so dass das Punktsymbol, das die Navigationshilfe identifiziert, richtig
mit dem Waypointsymbol zusammenfällt,
so dass sich die Navigationshilfe physisch auf dem Flughafen befindet.
DFW bezieht sich auf Dallas/Fort Worth, und LNG bezieht sich auf
Longview Texas.
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Die
vorliegende Erfindung verwirklicht technische Vorteile anhand welcher
die verschiedenen Waypoints mit den verschiedenen Navigationshilfen, in
den Rastergrafik-Datenkarten auf der Anzeige 21 zusammenfallen,
insbesondere, wenn sie sich am gleichen Breitengrad- und Längengradpunkt
befinden. Wo sich die verschiedenen Rastergrafikdaten nicht an der
gleichen Stelle wie ein Waypoint befinden, sind sie dennoch richtig
angezeigt und fallen auf der Anzeige 21 relativ zu den
verschiedenen Waypoints zusammen. Das ist wieder darauf zurückzuführen, dass
alle Daten mit dem gleichen Entfernungsalgorithmus in Bezug auf
die aktuelle geografische Lage des Flugzeugs verarbeitet werden,
so dass alle Daten auf einen gemeinsamen Punkt referenziert werden.
Vorteilhafterweise werden die geografisch referenzierten Rastergrafikdaten,
die in den Rastergrafikkarten bereitgestellt sind, richtig und gleichzeitig
mit den FMS-Navigationsdaten auf der Anzeige 21 angezeigt.
Während
des Flugs wird die Entfernung von den verschiedenen Datenpunkten
in Bezug auf das Flugzeug in Echtzeit anhand des Entfernungsalgorithmus
bemessen. Ebenso wird die Anzeige in Echtzeit aktualisiert. Die
Texturkartierungsabbildungstechnik ist ausreichend schnell, so dass
die Rastergrafikdaten in Echtzeit verarbeitet werden können. Eine
beliebige Anzahl von Rastergrafikkarten kann fliesenartig angeordnet, überlappt,
gedreht und skaliert werden, und die Rastergrafikdaten brauchen nicht
benachbart zu sein.
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Unter
Bezugnahme auf 5 ist allgemein in 50 ein
Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Flugzeuganzeigevorrichtung
gezeigt. Rastergrafik-Bilddatenkarten, wie zum Beispiel die Karten 22 und 24 sind
in einem Texturspeicher 25 gespeichert und werden über eine
Kommunikationsverbindung 54 einem Hochgeschwindigkeits-Texturkartierungsprozessor 56 bereitgestellt.
Die aktuelle Position des Flugzeugs wird als Positionssignale von
einem Positionsgeber 58, wie zum Beispiel einer GPS-Navigationseinheit, auf
der Kommunikationsverbindung 60 bereitgestellt. Flugsicherungs(FMS)-Daten,
die in einem FMS-Speicher 62 programmiert und gespeichert sind,
werden über
die Kommunikationsverbindung 64 dem Texturkartierungsprozessor 56 bereitgestellt. Der
Texturkartierungsprozessor 56 verarbeitet die Rastergrafikdaten
und FMS-Daten in Echtzeit und teilt die verarbeiteten Daten über die
Kommunikationsverbindung 66 der FMS-Anzeige 21, die eine EFIS-Anzeige
sein kann, mit. Der Texturkartierungsprozessor 56 führt das
Texturkartieren an den Rastergrafik-Bilddaten durch, die im Texturspeicher 25 gespeichert
sind, und wendet die Sedonos-Gleichungen an, um die Entfernung aller
Daten in Seemeilen von der aktuellen Position des Flugzeugs, die
von dem Flugzeug-Positionsgeber 58 bereitgestellt wird, zu
bestimmen. Spezifisch bestimmt der Texturkartierungsprozessor 56 die
Entfernung der FMS-Daten, darunter die verschiedenen Waypoints,
sowie die Rastergrafikdaten mit Flughäfen und Navigationshilfen und
Wetterdaten in Seemeilen und überlappt
alle diese Daten mit dem richtigen Zusammenfallen auf der FMS-Anzeige 21.
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In 6 ist
ein erfindungsgemäßes Verfahren
in 70 gezeigt. In Schritt 72 prüft der Texturkartierungsprozessor 56 eine
bekannte Position für
eine Kartenmitte, vorzugsweise die aktuelle Position des Flugzeugs,
inklusive die identifizierten Breitengrad- und Längengradkoordinaten des Flugzeugs,
wie sie von dem Flugzeugpositionsgeber 58 bereitgestellt werden.
Alternativ kann ein Waypoint, eine Kartenecke oder eine andere Bodenreferenz
als Kartenmittenposition verwendet werden. Dann bestimmt in Schritt 74 der
Texturkartierungsprozessor 56, der eine Einheit auf Mikroprozessorbasis
sein kann, die Position des Flugzeugs. In Schritt 76 verarbeitet
der Texturkartierungsprozessor 56 dann die aktuellen FMS-Daten,
die von dem FMS-Speicher 62 bereitgestellt werden, um die
Entfernung in Seemeilen jedes der FMS-Datenpunkte von der aktuellen
Position des Flugzeugs zu bestimmen. Dann wendet der Texturkartierungsprozessor 56 in
Schritt 78 die gleichen Entfernungsalgorithmen an jede
der Informationen in den Rastergrafik-Bildkarten, die im Texturspeicher 25 gespeichert
sind, an, um die Entfernung in Seemeilen jedes dieser Punkte von
der aktuellen Position des Flugzeugs zu bestimmen. Schließlich zeigt
der Texturkartierungsprozessor 56 in Schritt 80 sowohl
die aktuellen FMS-Daten als auch die modifizierten Rastergrafikbilder
an, die als Vielecke auf der FMS-Anzeige 21 abgebildet
werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
lässt alle Daten
auf einer einzigen Anzeige richtig zusammenfallen und zeigt sie
gleichzeitig an, darunter FMS-Navigationsdaten und Rastergrafikdaten,
indem es den gleichen Entfernungsalgorithmus an jeden Datenpunkt
anwendet. Das umfasst das Bestimmen der relativen Entfernung in
Seemeilen jedes Punkts der Rastergrafikkarten und FMS-Daten von
einem gemeinsamen Kartenpunkt. Die Anzeige der „verzerrten" Rastergrafikkartendaten
erfolgt unter Einsatz der Abbildungstexturkartierungstechnik, die
die Rastergrafikdaten an Vielecke anwendet. Die vorliegende Erfindung
bewirkt, dass eine beliebige Anzahl rechteckiger Rastergrafik-Karten
wie in 4 dargestellt fliesenartig angeordnet, überlappt,
gedreht und skaliert werden kann. Verschiedene Rastergrafik-Karten können gleichzeitig
angezeigt werden, und die Ränder
brauchen nicht benachbart zu sein.
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Insgesamt
umfasst die vorliegende Erfindung die Flugzeuganzeigevorrichtung
und ein Verfahren zu deren Gebrauch zum gleichzeitigen Anzeigen
und Zusammenfallenlassen rechteckiger Rastergrafik-Datenkarten mit
FMS-Navigationsdaten. Ein gemeinsamer Entfernungsalgorithmus, vorzugsweise
mit Sedonos-Gleichungen, wird verwendet, um die Entfernung in Seemeilen
für jede
Information bezogen auf eine Kartenposition, wie zum Beispiel die aktuelle
Position des Flugzeugs zu bestimmen, um das Zusammenfallen zu verwirklichen.
Das Texturkartieren wird verwendet, um die rechteckigen Rastergrafik-Datenkarten
als Vielecke in Echtzeit während
des Flugs wiederzugeben.