JP2009521716A - アンルート可視地勢ディスプレイを生成するための方法及びシステム - Google Patents

Abstract

航空機用のアンルート可視地勢ディスプレイを表示するための方法およびシステムが提供される。その方法は、地理的位置とその位置の上方の高度を使用して地勢ディスプレイの各画素を表し、各画素はさらに色値とグレースケール値の少なくとも一方を使用して表され、最小の高度値を受信し、受信された最小の高度値に満たない高度値により表される画素の色値とグレースケール値の少なくとも一方を均一値に設定し、アンルート可視地勢ディスプレイを表示するステップを含んでおり、それによって最小の高度値に満たない高度値を含んでいる地勢を表す画素は均一値で表示され、ディスプレイの地勢による影響をもたない主要ナビゲーション領域はさらに容易に読取可能になる。
【選択図】図３

Description

本発明は航空機のコックピットディスプレイに関し、特に航空機のコックピットディスプレイ上に地勢マップを表示するための方法及びシステムに関する。

本出願は2006年12月22日出願の米国暫定特許出願第60/756,256号明細書に対する優先権を主張しており、その内容はここで参考文献として組み込まれている。

少なくとも幾つかの既知の航空機は、飛行中及び飛行プラニング期間中のナビゲーションおよび状況アウェアネスにおいて補助するコックピットディスプレイ使用チャートを含んでいる。それらのチャートは典型的に種々の広範囲の飛行の特徴と飛行プラニングに対して使用され、それ故特定の現在の飛行セグメント又はタスクに必要とされないデータを含む可能性があるが、チャートが異なるタスクに対して使用されるときの期間に対するデータは含まれる。例えばコックピットディスプレイ上の地勢説明は特定の飛行の特徴又は飛行プラニング期間中、状況アウェアネスを改良できない情報を付加する。地勢説明はチャートのシンボルが地勢説明の上に重ねられるときチャートのシンボルの特性を減少する傾向がある。表示されるが現在の動作には必要とされない情報はチャート環境に情報のオーバーロードを生成する傾向がある。現在の動作に重要ではない過剰な情報は飛行乗務員の混乱を招く傾向がある。

発明の要約

１実施形態では、航空機用のアンルート（en-route）可視地勢ディスプレイを表示するための方法は地理的位置とその位置の上方の高度を使用して地勢ディスプレイの各画素を表し、各画素はさらに色値とグレースケール値の少なくとも一方を使用して表され、最小の高度値を受信し、受信された最小の高度値に満たない高度値により表される画素の色値とグレースケール値の少なくとも一方を均一な値に設定し、アンルート可視地勢ディスプレイを表示するステップを含んでおり、それによって最小の高度値に満たない高度値を含んでいる地勢を表す画素は均一値で表示され、ディスプレイの地勢による影響をもたない主要ナビゲーション領域はさらに容易に読取可能になる。

別の実施形態では、航空機のディスプレイシステムは航空機が横切っている領域を表すアンルート可視地勢ディスプレイを表示するように構成されているアンルート可視地勢ディスプレイスクリーンと、選択可能な最小の高度値に満たない高度を表すアンルート可視地勢ディスプレイの領域に表示されるアンルート可視地勢ディスプレイスクリーン上のモノクロオーバーレイとを含んでいる。

さらに別の実施形態では、アンルート可視地勢ディスプレイを含んでいる状況アウェアネスシステムが提供される。アンルート可視地勢ディスプレイは地球表面の一部分のデジタル高度モデルに関するデータを記憶するためのデータベースを含んでおり、モデルは複数の画素を含み、前記デジタル高度モデルは各画素に関連される位置座標および高度値を含んでいる。アンルート可視地勢ディスプレイはさらにデータベースに結合されているプロセッサを含んでおり、そのプロセッサは少なくとも１つの画素に関連される位置座標と高度値を受信し、アンルート可視地勢ディスプレイ上に表示された少なくとも１つの画素に対する最小の高度値を受信し、高度値と受信された最小の高度値との比較に基づいて少なくとも１つの画素の色値とグレースケール値の少なくとも一方を決定し、位置座標および決定された色値とグレースケール値の少なくとも一方を使用してアンルート可視地勢ディスプレイ上に複数の少なくとも１つの画素を具備している陰影を付けられた地勢マップを表示するように構成されている。

図１は、本発明の１実施形態による少なくとも１つのディスプレイスクリーン102を含んでいる例示的な航空機のコックピットディスプレイパネル100の前方概略図である。例示的な実施形態では、ディスプレイスクリーンは航空機のコックピットディスプレイパネル100上に位置されている。別の実施形態では、ディスプレイスクリーン102は航空機のコップピット中に位置されている補助パネル（図示せず）上に配置されている。航空機の動作中、ディスプレイスクリーン102は航空機の操縦士および／または副操縦士により観察されるように使用される。ディスプレイスクリーン102は電子飛行バッグ（図示せず）に含まれるデータを観察するために使用されることができ、その電子飛行バッグはＰＤＡまたはラップトップＰＣに限定されないがそれらのような独立型装置として、或いは航空機のサブシステムの一部であるプロセッサ上で実行するシステムのソフトウェアコンポーネントとして実施されることができる。例示的な実施形態では、電子飛行バッグは例えば中間地点、空港情報、一時的な飛行制限、気象情報により規定されるような、飛行ルートのような特定の飛行についての全ての必要とされ、所望される情報におけるユーザの構成可能な飛行関連オブジェクトと、飛行、地上動作および／または飛行プラニングに関連される他のユーザ規定されたオブジェクトとを記憶するように構成された電子記憶装置を含んでいる。電子飛行バッグは種々の航空機及び地上センサおよびシステムからデータを受信し、受信されたデータに基づいて実時間で飛行情報を決定し、その飛行情報を表示し、および／またはコックピットディスプレイパネル100に位置されているディスプレイスクリーン102および他の聴覚的および／または視覚的インジケータを通して飛行乗務員に警告を出す。このような飛行情報は航空機動作の全ての相期間中に付加的な状況アウェアネスを飛行乗務員に与える。

図２は地球表面の例示的な領域の地勢画像200である。地勢画像200の各点又は画素は位置座標及び高度により規定されている。１実施形態では、地勢画像200上の各画素は地球の中心を中心とする球体上の地理的位置として表され、球体の周囲は平均海面に対応している。例示的な実施形態では、ガウス座標系が使用されるが、座標系はガウス座標系に限定されず、ここで説明する機能を行うことのできる任意の適切な座標系が使用されることができる。各画素は第１の軸202に沿った値と第２の軸204に沿った値との交差点に位置される。画素はさらに第３の軸206すなわち高度に沿った値により規定される。

図３は、本発明の１実施形態による例示的なアンルートチャートディスプレイ300を示す図である。この例示的な実施形態では、チャートディスプレイ300は地勢マップ302とチャートシンボルオーバーレイ304とを含んでいる。地勢マップ302は関心のある特定の領域、例えば航空機が横切っている領域中の地勢の３次元表示を含んでいる。地勢マップ302は飛行機を操縦している飛行乗務員のための状況アウェアネス（awareness）を与える。

チャートシンボルオーバーレイ304は航行支援情報ボックス、中間地点、ＶＯＲラジアル、空港、特別使用の空域と、航空路識別、方位又はラジアル、マイレージ、高度のような航空路／ルートデータを示すシンボルを含んでいる。チャートシンボルオーバーレイ304はオフルート障害物クリアランス高度（ＯＲＯＣＡ）を示すシンボルも含んでいる。チャートシンボルオーバーレイ304のシンボルが動作期間中にチャートディスプレイ300上の地勢マップ302の上部にオーバーレイされているとき、地勢とシンボルの組合せは飛行乗務員が飛行動作および／または飛行プラニング期間中に効率的に同化することが困難である混乱を招く視覚的説明を生成する可能性がある。

例示的な実施形態では、地勢マップ302を含む画素の高度座標は選択可能なしきい値に対して比較される。高度座標が選択されたしきい値に満たない高度を表すならば、画素の色は選択されたしきい値を超える高度を表す高度座標を含んだ画素の色および／またはグレースケール強度へコントラストを与えるために予め定められた背景色又はグレースケールの強度と置換される。例示的な方法は近くの貫入性の地勢に陰影をつけながら、チャートの主要なナビゲーション領域が均一の背景色であるように幾つかの地形による影響を受ける領域とターミナルチャートの外観および感触を電子的に模倣する。例示的な実施形態では、地勢が可視である最小の高度しきい値はＡＰＩ機能を介して設定される。ＡＰＩ機能はまた色マップ、光源、等高線間隔を設定するためにも使用される。

図４は本発明の１実施形態によるアンルート可視地勢ディスプレイを生成するための例示的な方法400のフローチャートである。この方法400は球体の表面の地理的位置とその上方の高度とを使用してアンルート可視地勢ディスプレイの各画素を表すステップ402を含んでおり、各画素はさらに色値とグレースケール値の少なくとも一方を使用して表される。最小の高度値はステップ404でユーザから受信され、或いは航空機の動作と現在位置と方向とに基づいて最小の高度値を決定する飛行情報システムから受信されることができる。方法400は受信された最小高度値に満たない高度値により表される画素の色値とグレースケール値の少なくとも一方を均一値に設定するステップを含んでいる。地勢ディスプレイに含まれている各画素の色値又はグレースケールはアンルート可視地勢ディスプレイで表示される他のエレメントとの可視コントラストを容易にするように予め定められる。例えばアンルート可視地勢ディスプレイの輝度制御と演色はコックピットの照明、時間帯、太陽に対する方位角に関する飛行方向および／または飛行乗務員によるアンルート可視地勢ディスプレイ上で表示される特徴を効率的に見分ける能力に影響する可能性のあるその他の要素に基づいて選択されることができる。場合によっては、飛行乗務員のメンバーは均一値の色又はグレースケールレベルを変更することができる。色又はグレースケールレベルは周囲光の状態に対して最適な色又はグレースケールレベルの決定に基づいてソフトウェア選択により制御されることもできる。アンルート可視地勢ディスプレイが表示され、それによって最小の高度値に満たない高度値を含んでいる地勢を表す画素が均一値で表示される。選択された最小の高度よりも下の高度を表す画素の均一値はアンルート可視地勢ディスプレイの主要なナビゲーション領域で表示されるチャートシンボルに対して背景に変動のない整った背景を与えることを容易にする。このようにディスプレイが整っていることは飛行乗務員のアウェアネスを助け、クラッタにより生じる混乱を減少させる傾向がある。

アンルート可視地勢ディスプレイを生成するための前述の方法及びシステムは価格が効率的であり信頼性が高い。最小の高度に満たない高度にある地勢を均一な色またはグレースケールで表示することによって作図環境で生じる情報のオーバーロードを減少させ、安全性を増加し混乱を少なくし、ディスプレイの地勢による影響をもたない主要なナビゲーション領域をより容易に読取可能にする。したがってアンルート可視地勢ディスプレイを生成する方法及びシステムは価格が効率的で確実な方法によりナビゲーション及び状況アウェアネスを容易にする。

本発明を種々の特別な実施形態に関して説明したが、当業者は本発明が特許性急の範囲内の変形で実施されることができることを認識するであろう。

本発明の１実施形態による少なくとも１つのディスプレイスクリーンを含んでいる例示的な航空機のコックピットディスプレイパネルの前方斜視図。 地球表面の例示的な領域の地勢画像を示す図。 本発明の１実施形態による例示的なアンルートチャートディスプレイを示す図。 本発明の１実施形態によるアンルート可視地勢ディスプレイを生成するための例示的な方法のフローチャート。

Claims (21)

1. 航空機用のアンルート可視地勢ディスプレイを表示する方法において、
   地理的位置とその位置の上方の高度とを使用して地勢ディスプレイの各画素を表し、各画素はさらに色値とグレースケール値の少なくとも一方を使用して表され、
   最小の高度値を受信し、
   受信された最小の高度値に満たない高度値により表される画素の色値とグレースケール値の少なくとも一方を均一な値に設定し、
   アンルート可視地勢ディスプレイを表示するステップを含んでおり、それによって最小の高度値に満たない高度値を含んでいる地勢を表す画素は均一値で表示され、ディスプレイの地勢による影響をもたない主要ナビゲーション領域をさらに容易に読取可能にしている方法。
2. アンルート可視地勢ディスプレイの表示は飛行プラニングモード期間中、航空機のアンルート可視地勢ディスプレイを表示するステップを含んでいる請求項１記載の方法。
3. 最小の高度値の受信は、ユーザにより選択された最小の高度値を受信するステップを含んでいる請求項１記載の方法。
4. 最小の高度値の受信は、飛行プランから決定された最小の高度値を受信するステップを含んでいる請求項１記載の方法。
5. 最小の高度値の受信は、飛行プランから決定された最小の高度値を受信するステップを含んでおり、それによって航空機による意図された飛行ルートは均一値で表示される画素の領域内にある請求項１記載の方法。
6. 飛行プランは複数のセグメントを含む航空機による意図された飛行のルートを含んでおり、最小の高度値の受信は飛行プランから決定された最小の高度値を受信するステップを含んでおり、それによって航空機による意図された飛行ルートの次のセグメントは均一な値で表示される画素の領域内にある請求項１記載の方法。
7. さらに、アンルート可視地勢ディスプレイ上に重畳された複数のチャートシンボルを表示するステップを含んでいる請求項１記載の方法。
8. さらに、アンルート可視地勢ディスプレイ上に重畳された複数の航空学的チャートシンボルを表示するステップを含んでいる請求項１記載の方法。
9. アンルート可視地勢ディスプレイの表示は、現在の時間帯に基づいて均一な値を選択するステップを含んでいる請求項１記載の方法。
10. アンルート可視地勢ディスプレイの表示は、現在のコックピットの照明に基づいて均一な値を選択するステップを含んでいる請求項１記載の方法。
11. 航空機が横切って飛行している領域を表すアンルート可視地勢ディスプレイを表示するように構成されているアンルート可視地勢ディスプレイスクリーンと、
    選択可能な最小の高度値に満たない高度を表すアンルート可視地勢ディスプレイの領域に表示されるアンルート可視地勢ディスプレイスクリーン上のモノクロオーバーレイとを具備している航空機のディスプレイシステム。
12. 前記モノクロオーバーレイは、モノクロオーバーレイ中の各他の画素の色値に実質的に等しい色値を有する複数の画素を含んでいる請求項１１記載のシステム。
13. 前記モノクロオーバーレイは、モノクロオーバーレイ中の各他の画素のグレースケール値に実質的に等しいグレースケール値を有する複数の画素を含んでいる請求項１１記載のシステム。
14. 前記モノクロオーバーレイは、ユーザにより選択可能なグレースケール値と色値の少なくとも一方を有する複数の画素を含んでいる請求項１１記載のシステム。
15. 前記最小の高度値は、ユーザにより選択可能である請求項１１記載のシステム。
16. 前記最小の高度値は飛行プランから決定される請求項１１記載のシステム。
17. モノクロオーバーレイは、均一の色値と均一のグレースケール値の少なくとも一方を有する複数の画素を含んでおり、前記均一な値は現在の時間帯に基づいて選択される請求項１１記載のシステム。
18. モノクロオーバーレイは均一の色値と均一のグレースケール値の少なくとも一方を有する複数の画素を含んでおり、前記均一な値は現在のコックピットの照明に基づいて選択される請求項１１記載のシステム。
19. 地球表面の一部分のデジタル高度モデルに関するデータを記憶するためのデータベースを具備し、前記デジタル高度モデルは複数の画素を含み、さらに各画素に関連される位置座標と高度値を含んでおり、さらに、
    データベースに結合されているプロセッサを具備し、そのプロセッサは、
    少なくとも１つの画素に関連される位置座標と高度値を受信し、
    アンルート可視地勢ディスプレイ上に表示された少なくとも１つの画素の最小の高度値を受信し、
    高度値と受信された最小の高度値の比較に基づいて少なくとも１つの画素の色値とスレースケール値の少なくとも一方を決定し、
    位置座標および決定された色値とグレースケール値の少なくとも一方とを使用してアンルート可視地勢ディスプレイ上に複数の少なくとも１つの画素を含む陰影を付けられた地勢マップを表示するように構成されているアンルート可視地勢ディスプレイを含んでいる状況アウェアネスシステム。
20. 複数の画素は均一な色又はグレースケールの領域を形成している請求項１９記載の状況アウェアネスシステム。
21. 前記プロセッサはさらに、アンルート可視地勢ディスプレイ上にナビゲーションチャートシンボルを表示するように構成されている請求項１９記載の状況アウェアネスシステム。

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