JP2013010497A - 航空機衝突防止装置からの警告をフライトディスプレイ上に視覚的に示す方法 - Google Patents

Abstract

【課題】航空機衝突防止装置（ＴＣＡＳ）からの警告を航空機のフライトディスプレイ上に視覚的に示す方法を提供する。
【解決手段】ＴＣＡＳの警告を受信するステップと、受信したＴＣＡＳの警告の重大度を判定するステップと、ＴＣＡＳの警告に応答してフライトディスプレイ上に幾何学体１３４、１３６を表示するステップと、判定された重大度に応じて表示された幾何学体１３４、１３６の形状を変更するステップとを含み、表示された幾何学体１３４、１３６の形状が、幾何学体１３４、１３６の角度および弧形のうちの少なくとも１つを変更することによって変更され得る。
【選択図】図４

Description

本発明は、航空機衝突防止装置からの警告をフライトディスプレイ上に視覚的に示す方法に関する。

航空機衝突防止警報装置（ＴＣＡＳ）の警告は、フライトデッキに配置されたディスプレイ上に図形として表示され、パイロットおよび航空機乗務員に付近にいる他の航空機の位置に関する情報を提供することができる。ＴＣＡＳ装置は、そのすぐ周辺区域内のトランスポンダーを装備した航空機に信号を送信し、この航空機からの応答信号を受信する。送信信号と応答信号の間の時間間隔を測定することによって、ＴＣＡＳは、（１つまたは複数の）他の航空機の相対距離、相対方位および相対高度を決定することができる。この情報を用いて、ＴＣＡＳは潜在的な脅威を判定することができ、必要な場合は、ＴＣＡＳのディスプレイ上に警告を生成し、これらの警告が脅威の重大度に応じて変化する。これらの警告は、ＴＣＡＳディスプレイ上を上方および下方に移動する略台形の形状の図形として表示させることができ、その位置によって航空機の脅威を示し、この航空機の脅威は各航空機の近接度、速度、上昇速度などに基づいている。この略台形の形状は、航空機の基準シンボルの形状に適合させるように設計される場合があり、したがって、完全に台形状ではないことがある。

一実施形態では、航空機衝突防止装置（ＴＣＡＳ）からの警告を航空機のフライトディスプレイ上に視覚的に示す方法は、ＴＣＡＳの警告を受信するステップと、受信したＴＣＡＳの警告の重大度を判定するステップと、ＴＣＡＳの警告に応答してフライトディスプレイ上に幾何学体を表示するステップと、判定された重大度に応じて表示された幾何学体の形状を変更するステップとを含み、表示された幾何学体の形状が、幾何学体の角度および弧形のうちの少なくとも１つを変えることによって変更され得る。

別の実施形態では、航空機衝突防止装置（ＴＣＡＳ）からの警告を航空機のフライトディスプレイ上に視覚的に示す方法は、ＴＣＡＳの警告を受信するステップと、受信したＴＣＡＳの警告の重大度を判定するステップと、塗りつぶしスタイルを有する幾何学体をＴＣＡＳの警告に応答してフライトディプレイ上に表示するステップとを含み、塗りつぶしスタイルが、判定された重大度に応じて設定される。

従来技術で知られているフライトデッキを有する航空機の操縦室の一部の斜視図である。 従来技術によるＴＣＡＳからの第１の組の警告を示すフライトディスプレイの正面図であり、このフライトディスプレイは図１の操縦室内で使用され得る。 図２の従来技術のディスプレイの正面図であり、従来技術によるＴＣＡＳからの変更された警告を示すために変更された図２の第１の組の警告を示す。 本発明の第１の実施形態によるＴＣＡＳからの警告を示すフライトディスプレイの正面図である。 本発明の第２の実施形態によるＴＣＡＳからの警告を示すフライトディスプレイの正面図である。 本発明の第３の実施形態によるＴＣＡＳからの警告を示すフライトディスプレイの正面図である。

図１は、複数のフライトディスプレイ１０を含むフライトデッキ６を有する操縦室４を備える従来技術の航空機２の一部を示す。複数のフライトディスプレイ１０は、主フライトディスプレイおよび副フライトディスプレイを含むことができ、それらのいずれをも、航空機の操縦および制御に使用される広範囲の航空機情報、飛行情報、航行情報および他の情報をパイロットおよび航空機乗務員に表示するために使用することができる。ＴＣＡＳの情報および警告は、フライトデッキ６に配置されたフライトディスプレイ１０のいずれかに図形として表示され、パイロットおよび航空機乗務員に付近にいる他の航空機の位置に関する情報を提供し得る。

図２は、ＴＣＡＳからの警告を視覚的に示すために使用し得る従来技術のフライトディスプレイ１０を示す。ディスプレイ１０は、全て目盛として示される対気速度計１２、高度計１４、垂直速度計１６と、中心が航空機の長手軸を表すボアサイト１８、およびボアサイト１８の両側にある通常の航空機シンボル２０および２２を含む航空機基準シンボルとを示す。ラダー２４は、ピッチ目盛を表すことができ、人工水平線は、上部ピッチ目盛領域２８と下部ピッチ目盛領域３０の間にライン２６を含むことができる。水平ライン２６の上下の領域をよりよく評価するために、両方のピッチ目盛領域２８、３０には異なる色を付けることができる。ロール目盛３２も表示することができる。

ＴＣＡＳの下降禁止警告を示す下降回避領域３４は、台形シンボルを含む。ＴＣＡＳの上昇禁止警告を示す上昇回避領域３６は、同様の台形シンボルを含む。両方の回避領域３４、３６は、ともに航空機の乗務員によって回避されるべき２つのピッチ値範囲を規定する。したがって、回避領域３４、３６は、それらの間に、許容される値の領域を規定する。回避領域３４および回避領域３６を提示すると同時に、回避または維持されるべき、対気速度、高度、垂直速度の値などの付加情報を表示することができる。

図３は、さらなる従来技術のディスプレイを示し、下降回避領域３４が、時間、距離、または高度において、上昇回避領域３６よりも航空機に近くなっている。したがって、下降回避領域３４は、ラダー２４上を上方に移動して、航空機基準シンボルにより近くなっている。回避領域３４および回避領域３６は、他の航空交通の脅威の重大度に従って上下に平行移動する固定的な形状であることがわかる。パイロットは、下降回避領域３４が移動したこと、および回避すべきこの領域が変化したことを判定するためにピッチ目盛を読み取らなければならないことが理解されるであろう。これにより、パイロットが各回避領域３４および３６の相対的な近接度、ならびに航空機がその範囲内にとどまるべき領域を判定するために、さらなる精査が必要となる可能性がある。

本発明の方法により、そうした回避領域の重大度または回避領域間の差をより容易に識別でき、かつそれらにより容易に対処できる。第１の実施形態によれば、ＴＣＡＳからの警告をフライトディスプレイ上に視覚的に示す方法は、ＴＣＡＳの警告を受信するステップと、受信したＴＣＡＳの警告の重大度を判定するステップと、ＴＣＡＳの警告に応答して幾何学体をフライトディスプレイ上に表示するステップと、判定された重大度に応じて表示された幾何学体の角度および弧形のうちの少なくとも１つを変更するステップとを含む。このことは、図４に示すフライトディスプレイ１００において容易に見て取ることができ、下降回避領域１３４が上昇回避領域１３６よりも航空機に近く、かつ回避領域１３４および１３６を形成する幾何学体の角度が変更されていることがよりはっきりと示されている。

フライトディスプレイ１００は、下降禁止警告を示す下降回避領域１３４を形成する幾何学体、および上昇禁止警告を示す上昇回避領域１３６を形成する別の幾何学体を示す。これらの幾何学体は、多角形を含む様々な形状を含み得ること、および警告の重大度が増大した場合に、そうした幾何学体は、パイロットが回避領域の脅威をより容易に判定できるように、再成形され得るということが意図されている。多角形の場合、そうした再成形には、回避領域を形成する多角形の少なくとも１つの角度を変更することを含み得ることが意図されている。回避領域を表す幾何学体は、主フライトディスプレイであるフライトディスプレイ１００上に表示され得ることが意図されている。したがって、幾何学体は、主フライトディスプレイ上に表示される対気速度計１１２と高度計１１４との間に位置し得る。下降回避領域１３４および上昇回避領域１３６に対して、円形形状、もしくは滑らかな曲線または丸みを帯びた角を有する形状を含む任意の幾何学体を使用することができ、そのような場合には、幾何学体の少なくとも１つの弧形が、判定された重大度に応じて変更され得ることが意図されていることが理解されよう。

より具体的には、下降回避領域１３４を形成する幾何学体は、相対する脚部によって結ばれた上底１４０、すなわち比較的短い辺、および下底１４２、すなわち比較的長い辺を有する台形として示されている。上底１４０は、航空機基準シンボルの水平軸に対して平行になり得て、航空機の基準シンボルと適合する直線状の線分または形状となり得る。下底１４２は、ディスプレイの下部エッジと相互関連する水平の線分と相互関連する。相対する脚部は、２つの補助線分１４４および１４６によって形成される。これら全ては、上底１４０、下底１４２、ならびに線分１４４および線分１４６がともに下底を下にした台形を規定するように配置される。

上昇回避領域１３６を形成する台形は、同様に成形されるが、台形の下底１４８に相当する最長辺がディスプレイ１００の上部エッジにあるため、下底を上にした台形とみなされる。したがって、ディスプレイ上のこの台形の下方部分は台形の上底１５０とみなすことができ、この上底１５０が、航空機の基準シンボルの水平軸と平行である。また、この台形は、下底１４８および上底１５０とともに、下底を上にした台形を規定する２つの補助線分１５２および１５４を有する。したがって、説明したように、台形は、ＴＣＡＳの警告がより低い高度にある航空機に対するものである場合には下底が下であり、ＴＣＡＳの警告がより高い高度にある航空機に対するものである場合には下底が上である。

より低い高度にある航空機がより大きな重大度警告をもたらすと、幾何学体の形状が変更される。より具体的には、上底１４０と脚部１４４および１４６を結びつける内角が、重大度の増大に伴って増加する。重大度が大きい場合は、例示的な下降回避領域１３４においてわかるように、回避領域を形成する幾何学体の少なくとも一部は、対気速度計１１２および／または高度計１１４の少なくとも一部と重なり得る。より高い高度にある航空機がより小さな重大度警告をもたらすと、それに伴って上底１５０と脚部１５２、１５４を結びつける内角が減少する。重大度が小さい場合は、例示的な上昇回避領域１３６においてわかるように、回避領域を形成する幾何学体のいずれの部分も対気速度計１１２または高度計１１４のいずれとも重ならないことが意図されている。

下降回避領域１３４および上昇回避領域１３６は両方とも際立った色、例えば赤色で表示され、推奨できない「赤色領域」を記号として示すことができる。代替として、回避領域１３４、１３６を、ディスプレイ１００の残りの部分と対比させるため、限定されない例として、陰影づけする、網掛けする、際立った色で輪郭づけする、または半透明な色で塗りつぶすことができる。両方の回避領域１３４、１３６は、ピッチラダー１２４の一部の下に位置し得る。回避領域１３４、１３６によって囲まれるピッチ目盛の値は、航空機が回避すべき「赤色領域」内にある。

上記した本発明の実施形態により、動的なＴＣＡＳ回避領域を、他の航空機を示す回避領域への航空機の近接度に応じて成形することができ、視覚的な「床」および「天井」効果を生み出して、ＴＣＡＳの解消操作中にパイロットを誘導する手助けとなり得る。パイロットに警告の重大度をよりよく知らせるために、領域限界への航空機の近接度に応じて、回避領域１３４、１３６が自らを動的に再成形し得ることが意図されている。図示した例では、下降回避領域１３４は、あたかも「床」が「天井」よりも近く見えるように、より幅広のアスペクトで成形され、このことは、上昇回避領域１３６が、より狭いアスペクトのためにより遠くに見えるという事実でさらに手助けされている。

さらに、判定された重大度に応じた回避領域の変更は、単一の警告のみがフライトディスプレイ１００上に表示されている場合に生じ得ることが意図されている。したがって、回避領域１３４および回避領域１３６は、警告が１つのみであることが保証されている場合に、お互いからは独立して表示され、かつそうした形状は、警告の重大度がより容易に判定され得るように上記した態様で再成形され得ることが理解されるであろう。そうした事例、および限定されない例として、台形の上底と脚部を結びつける角度が増加して警告の重大度の増大を示すことができ、この角度の増加は、台形の面積を増加させるように働く。単一の警告に関してでさえ、そうした再成形は、「床」または「天井」効果を生み出す手助けとなり、これによってパイロットは、許容される値をより容易に評価することができる。

図５は、フライトディプレイ１００上に表示され得る、第２の実施形態による下降回避領域２３４および上昇回避領域２３６を示す。下降回避領域２３４および上昇回避領域２３６は、例えば、航空機が左ロールしているときに、これら回避領域が回転して水平線と位置合わせされた状態にとどまるように表示されている。さらに、回避領域２３４および２３６の塗りつぶしスタイルを、判定された重大度に従って設定した。より具体的には、塗りつぶしスタイルは、不均一な塗りつぶしスタイルを有するように設定でき、さらにこの不均一な塗りつぶしスタイルは、「床」および「天井」効果を模擬的に表現し、表示される回避領域２３４および２３６を強調するために使用することができる。上昇回避領域２３６は、第１のシンボル２６０で不均一に塗りつぶされているものとして示され、下降回避領域２３４は、第２のシンボル２６２で不均一に塗りつぶされているものとして示されている。第１および第２のシンボル、２６０および２６２の不均一な塗りつぶしは、どちらの場合も、シンボル２６０および２６２を形成するために使用される線の太さによるものであるが、不均一性は、回避領域内のシンボル２６０とシンボル２６２の間隔によっても起こり得ることが、また意図されている。不均一な塗りつぶしスタイルは、さらに階調つき陰影、階調つき透明度、または不均一な線を含み得ることが意図されている。判定された重大度に応じた塗りつぶしスタイルの設定は、図示したような警告に関する変更された形状に追加されるか、またはその代わりに使用され得る。

図６は、フライトディスプレイ１００上に表示し得る、第３の実施形態による下降回避領域３３４および上昇回避領域３３６を示す。回避領域３３４および３３６を形成する幾何学形状は、ピッチ誘導に加えて横方向誘導を示すために使用することもでき、かつそうした状況では、回避領域３３４および回避領域３３６は、垂直方向アスペクトおよび横方向アスペクトの両方を含み得る回避すべき領域全体を示すために、さらに再成形され得ることが理解されよう。回避領域３３４および回避領域３３６は、横方向の脅威の重大度を示すため、かつ航空機乗務員に横方向操作をすべきであるということを示すために、相応して再成形されている。回避領域３３４および３３６の上底３４０および３５０は、それぞれ水平線に対して、もはや水平ではないことがわかるであろう。より具体的には、航空機は、水平飛行をしているものとして示され、回避領域３３４および３３６は、脅威領域から逃れるために上昇および／または左旋回が必要であることを示している。

さらに、回避領域３３４および３３６は、図形的な塗りつぶしスタイルの設定を含むことができ、この塗りつぶしスタイルは、「床」および「天井」効果をよりよく模擬的に表現し、表示される回避領域３３４および３３６を強調するために、代替として使用され得る。上昇回避領域３３６は、可変間隔を有するライン３６４を含む塗りつぶしスタイルを有するものとして示されているが、この塗りつぶしスタイルは、列車の線路を見下ろしたときに知覚される枕木の間隔と同じような効果をユーザに与える。回避領域３３４の下降塗りつぶしスタイルは、等高線３６６を含み、この等高線３６６もまた、表示される回避領域を強調するために使用され得る。

上記した実施形態は、安全な回避操作を遂行するためのパイロットの能力が改善されるため、航空航行に役立つことが理解されるであろう。実現され得る利点としては、パイロットがより容易に警告の重大度を判定できること、ならびにパイロットが許容される領域および回避されるべき領域をより容易に判定できることが含まれる。これらの利点は、結果的に、安全余裕度の改善につながる。

本明細書に記載された説明は、最善のモードを含めて本発明を開示し、さらに当業者によって、いずれかのデバイスまたはシステムを作製および使用すること、ならびに組み込まれているいずれかの方法を実行することを含めて、本発明を実施することが可能となる例を使用している。本発明の特許性の範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が思いつく他の例を含み得る。そうした他の例は、それらが特許請求の範囲の文言と相違しない構造的な要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文言と実質的に相違しない等価な構造的な要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内にあることが意図されている。

２ 航空機
４ 操縦室
６ フライトデッキ
１０ フライトディプレイ
１２ 対気速度計
１４ 高度計
１６ 垂直速度計
１８ ボアサイト
２０ 航空機シンボル
２２ 航空機シンボル
２４ ラダー
２６ ライン
２８ 上部ピッチ目盛領域
３０ 下部ピッチ目盛領域
３２ ロール目盛領域
３４ 下降回避領域
３６ 上昇回避領域
１００ フライトディスプレイ
１１２ 対気速度計
１１４ 高度計
１２４ ピッチラダー
１３４ 下降回避領域
１３６ 上昇回避領域
１４０ 上底
１４２ 下底
１４４ 線分
１４６ 線分
１４８ 下底
１５０ 上底
１５２ 線分
１５４ 線分
２３４ 下降回避領域
２３６ 上昇回避領域
２６０ シンボル
２６２ シンボル
３３４ 下降回避領域
３３６ 上昇回避領域
３４０ 上底
３５０ 上底
３６４ 図形的な塗りつぶしスタイル
３６６ 図形的な塗りつぶしスタイル

Claims (10)

1. 航空機衝突防止装置（ＴＣＡＳ）からの警告を航空機のフライトディスプレイ上に視覚的に示す方法であって、
   ＴＣＡＳの警告を受信するステップと、
   受信した前記ＴＣＡＳの警告の重大度を判定するステップと、
   前記ＴＣＡＳの警告に応答して前記フライトディスプレイ上に幾何学体を表示するステップと、
   前記幾何学体の角度および弧形のうちの少なくとも１つを変更することによって、判定された前記重大度に応じて表示された前記幾何学体の形状を変更するステップと
   を含む方法。
2. 前記幾何学体には多角形が含まれ、前記多角形の少なくとも１つの角度が前記重大度の増大とともに変更される、請求項１記載の方法。
3. 前記多角形が相対する脚部によって結ばれた上底および下底を有する台形である、請求項２記載の方法。
4. 前記重大度が増大すると、前記相対する脚部を前記上底と結びつける内角が両方とも増加して、前記台形の幅を増加させる、請求項３記載の方法。
5. 前記台形が、前記ＴＣＡＳの警告が現在の飛行経路の下方の脅威を示す場合には下底を下にして、また前記ＴＣＡＳの警告が現在の飛行経路の上方の脅威を示す場合には下底を上にして表示される、請求項３記載の方法。
6. 前記重大度が低下すると、前記相対する脚部を前記上底と結びつける前記内角が両方とも減少して、前記台形の幅を減少させる、請求項３記載の方法。
7. 前記幾何学体が、前記警告が現在の飛行経路に対して横方向および垂直方向のうちの少なくとも１つの脅威を示す場合に変更される、請求項１記載の方法。
8. 前記幾何学体が、主フライトディスプレイであるフライトディスプレイ上に表示される、請求項１記載の方法。
9. 前記判定された重大度に応じて前記幾何学体の前記塗りつぶしスタイルを変更することをさらに含む、請求項１記載の方法。
10. 前記塗りつぶしスタイルが、前記判定された重大度に応じて不均一な塗りつぶしスタイルとして設定され得る、請求項９記載の方法。

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