JP4252445B2 - 少なくとも部分的に航空機に搭載されたマッピングシステムにおけるマン−マシン・インターフェースの管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも部分的に航空機に搭載されたマッピングシステムにおけるマン−マシン・インターフェースの管理方法に関する分野に関する。該インターフェースは、指示装置と航空機の画面とを関連付ける。該インターフェースは、少なくとも部分的に航空機に搭載されているマッピングシステムと指示装置の使用者を結ぶ。マッピングシステムは、複数のレベルを持つツリー構造の情報を備える。該管理方法で画面上に同時に表示されるのは、画面の空場所の不足により、該ツリーの情報の一部のみであり、画面は、ほとんどの間、地形図で占められている。マッピングシステムの目的は、パイロットまたは使用者（以下、パイロットと区別される場合の使用者を、おしなべて且つ区別せず「使用者」と呼ぶ）が、航空機の環境を可能な限り最良の運転条件下に管理できることである。使用者にとって重要なのは、単に航空機の位置を知っていることよりも、航空機の環境を認識していることである。航空機の環境が良好な運転条件下にあることを使用者が認識するには、使用者がこの環境を効率的に習得して運転任務を遂行できるように、マン−マシン・インターフェースをできる限り人間工学に基づくものとしなければならない。

マッピングシステムの操作に特有の課題は、マッピング情報の表示を左右できる多数のコマンドに使用者がアクセスできるようにすることである。このアクセスは運転条件のため高速である必要があり、且つ、使用者をマッピングシステムで混乱させないように論理的である必要がある。このことから、複数のレベルを持つ情報ツリー構造が選択されている。使用者が確実に高速且つ論理的に情報へアクセスできるように、該アクセスに対応するマン−マシン・インターフェースの管理方法は、効率的でなくてはならない。

従来技術によると、「ドロップアンドロール」型のドロップダウンメニューが設けられたマン−マシン・インターフェースの管理方法が提供されている。この種類の管理方法は、情報への高速且つ論理的なアクセスを使用者に保証する。指示装置は、使用者が押して離すことができる少なくとも１つのサブミットボタンと、航空機の画面上でカーソルを少なくとも２方向へ移動させる手段とを備えるマン−マシン・インターフェース手段である。この種類の方法では、使用者は、自身が動き、その動作中ずっとボタンを押し続けることによって、情報にアクセスし、より正確にはツリーを進み、特にツリーの１つのレベルから別のレベルへ移動する。運転条件下では、航空機の使用者は、指示装置を操作中に振動と加速を受けるため、自身の動作をほとんど制御できない。このために、ツリーの誤った位置に進んでしまい、希望しているツリー位置へ戻るために時間を無駄にする場合がある。

本発明のマン−マシン・インターフェースの管理方法では、複数のレベルを持つ情報ツリー構造を維持して該インターフェースの効率性を維持する一方で、使用者は、指示装置の操作中、ボタンを押し続ける代わりに、一回クリックする（つまり、指示装置の１または複数のボタンの１つを押圧し、続いて該ボタンを離す）だけで、ツリー内の一のレベルから他のレベルへ移動できる。

本発明は、指示装置と航空機の画面とを関連付け、複数のレベルを持つツリー構造の情報を備えるマッピングシステムと指示装置の使用者とを、該情報の一部のみを画面上に同時に表示することによって結び付けるマン−マシン・インターフェースの管理方法であって、使用者がツリーを進む間、１つのレベルから別のレベルへそれぞれ移動するには、ボタンを少なくとも一回クリックする（つまり、指示装置のボタンを押した後これを離す）必要があることを特徴とする方法を提供する。このように、使用者がツリーを進む間の１つのレベルから別のレベルへの各移動は、使用者によって制御され；運転条件下で考えられうるような、指示装置の操作中の使用者の誤った動作により希望しないツリー内の位置へ不適当にジャンプしてしまう危険性が大幅に軽減される。

使用者は、連続クリックにより１つのレベルから別のレベルへ移動することでツリーを行き来し、ツリーを前進する。ツリーは、複数の枝が展開する原点を有し、枝に沿ってレベルを移動し、枝の末端（葉とも称される）に到達するまで移動を続けることが可能である。

好適には、使用者がツリーを下方向（つまり、ツリーの原点から離れて行き、最終的には枝の末端へ向かう方向）に進む間、ある１つのレベルから該レベルと連続していない別のレベルへ直接移動することはできないので、前進は段階的に行われる。そして、ある１つのレベルから該レベルと連続している別のレベルへ直接移動するには一回クリックする必要がある。下方向への前進は一レベルずつなされ、一クリックずつ実行される。従って、該メニューの下降は若干ゆっくりであるが、使用者による指示装置の操作の安全性が得られる。

好適には該方法は、ツリーの原点から使用者が位置するツリーの位置までつながる枝の連続的なレベルの全ての表示を維持する。該方法によると、使用者は、表示が維持されているレベルのうち任意の所望のレベルへ、該所望のレベルで一回クリックすることにより戻ることができる。このように、ツリーを下方向に横断した履歴を上記のように区画し、且つ、ツリーの原点と現在位置（つまり使用者の位置）の間のいかなるレベルへも直接戻ることができるので、使用者のクリック回数の効率が非常に向上する。該方法は有利には、ツリーの原点から使用者が位置するツリーの位置までつながる１本の枝のみの連続的なレベルの表示を維持する。他の枝を表示するまたは表示し続けることは、ほとんど利益がなく、航空機の画面上で利用可能な空場所をすぐに不足させてしまう。

該方法は、ツリーの情報を表示するために、使用者がツリーを前進する間好適には大きさが変化しない空間を、画面上に割り当てる。しかし、使用者がツリーを前進する各段階において、割当て空間の全てのボックスに情報が埋まっているわけではない。かかる限定空間は、ツリーの情報を埋めることができるボックスの最大数に対応している。このように、ツリーの情報を表示するための限定空間を割り当てることによって、航空機の画面上で利用可能な場所のほとんどを、地形図を適正に表示するために維持できる。これは、「ドラッグアンドロール」型のドロップダウンメニューの様々な連続的部分の表示が、画面上に表示された地形図へ徐々に覆い重なる従来技術（これは、該従来技術の方法によって表示された情報によって、使用者が画面上に表示されたマップ上にオブジェクトを配置できる場合、特に厄介である）とは対照的である。しかし、従来技術のように、任意のタスクウィンドウ（「ポップアップウィンドウ」としても知られる）を、マップ上および／またはツリーの情報を表示するための割当て空間上に表示してもよい。さらに、使用者がツリー内の前進を止めたとき、例えばツリーから去るとき、使用者がそのツリーを去った後に続いて進もうとしている別のツリーに、割当て空間を譲与できる。割当て空間において、有利には該方法は、同一の大きさの複数のボックスが好適には一次元で配列された形状でのみ情報を表示できる。それぞれのボックスは、指定可能な（つまり、指定装置の操作によって使用者が選択できる）情報アイテムを１つだけ備える。かかる配列は、好適には一次元的性質を有することにより、特にコンパクトとなり、使用者がひと目でそれを観るには便利なものとなっている。配列のボックス数は最大で、数百の情報アイテムを含むことができるツリーの場合でも、２０以下に維持されることが好ましい。

あるレベルに移動するとき、該レベルに対応する情報アイテムの数が多すぎて、割当て空間で表示できない場合、該方法は好適には、該情報の一部分のみを表示する。該一部分はスクロールバーの矢印に挟まれており、各矢印の表示にはボックス１個が必要である。使用者は、この矢印によって矢印の間で全情報をスクロールできる。上向き矢印によって、情報を上方向から下方向へスクロールでき、下向き矢印によって、情報を下から上方向へスクロールできる。１または複数のスクロールバーを設けることで、一部の枝が非常に長く複雑なツリーの場合でも、割当て空間を小規模に維持できる。しかしスクロールバーを設けると、使用者は表示されたツリーの情報を瞬時に読みづらい。従って、使用されるスクロールバーの数の上限を定めることが有益である。このために、ツリーの原点から最も遠い枝の末端の各レベルよりも、ツリーの原点に最も近いレベルのほうが、表示されるべき情報をより多く備える情報ツリー構造が有利である。ツリーは有利にはピラミッド形状であり、該構造によると、ツリーの原点と、様々な枝の末端の間の距離は事実上ある程度等しい。

使用者が表示された情報をより素早く理解できるように、ある１つのレベルよりもツリーの原点から遠くに位置する他のレベルを少なくとも１つ備えた枝において、該ある１つのレベルはそれぞれ、枝の末端に位置するレベルと識別するための特定のマークを用いて表示される。これによって使用者は、特定のマークを備えるボックスは、ツリーのさらに下方に配置されているより的確な情報を覆っており、該ボックスに入っている情報アイテムは該ボックスをクリックするだけで絞り込まれることを直ちに理解する。この特定のマークは例えば、ボックスに配置された小さな三角形であって、その頂点は、該ボックスをクリックするとより的確な情報を表示する割当て空間の一部の方を向いている。

好適な例では、該方法は、使用者の任務に応じて、ツリーを自動的に再構成できる。この再構成は、該任務に特に関連する情報を、ツリーの原点の近くに持ってくる。これによりツリーの柔軟性が非常に向上する。例えば、ある１つの枝に沿って、レベルの１つは「標的」に対応し、そのすぐ下のレベルは「車両」「軌道車」「固定された標的」および「未確認物体」に対応すると仮定する。このツリーにおいて、「標的」を通過しない限り、ツリーの原点から標的のカテゴリの１つへは移動できない。装甲車両の一種類へアクセスするには、その前に「車両」を通過する必要があろう。「装甲車両」特別任務の場合、全種類の装甲車両が、例えば「標的」の直ぐ下のレベル（つまり、「軌道車」「固定された標的」および「未確認物体」と同じレベル）に配置される。不必要となった「車両」ボックスは削除できる。このように、「装甲車両」特別任務の間、使用者は他の標的（例えば軌道車型の標的）よりも速く装甲車両型の標的にアクセスでき、このことは、該任務の場合使用者は他の標的よりも「装甲車両」型の標的を頻繁に必要とすることにより有益である。

本発明に係る方法によって使用者に提供される好適なマッピング機能のなかには、画面に表示されたマップ上にオブジェクトを示すことができる機能と、画面に表示されたマップ上でオブジェクトを隠すことができる機能がある。

さらなる好適な例では、同時に指定可能な、各ボックスに表示される様々な情報アイテムは、同時に同一の方法で、他の情報とは区別して表示される。この情報は全て、ツリーの同一レベルに属する。この情報は例えば、同一色、または、全ボックスが同一色で表示されている場合には同じ色合い（例えば濃淡）で表示される。

該方法によって画面と関連付けられた指示装置は好適には、制御レバーまたはトラックボ−ルまたはタッチ面である。マウス型の指示装置には、航空機の運転席と一体でないという欠点があるので、これを使用するには、この点に関し特別の構造が必要となる。「エンター」キーが付いたキーボード矢印は、許容できる指示装置であるが、概して、航空機の運転席の使用者の手の届く範囲内にない。マップ上で三次元の移動を可能とする、より高度な指示措置のみならず、いわゆる「四次元」または「五次元」の指示装置も可能である。このような指示装置は、航空機の移動方向のための三次元に加えて、例えば航空機に搭載されたのぞき窓の方向などの視界の方向に、一次元または二次元、方位角および／または仰角、を有する。

本発明に係るマン−マシン・インターフェースの管理方法は、１つのレベルから他のレベルへの各移動には少なくとも一回のクリックが必要であるという第一の特性と、ツリーの区画された履歴のいかなる地点へも、一回クリックするだけで戻ることができるという第二の特性と、大きさが変更できない空間が割り当てられているという第三の特性の、３つの特性を同時に使用する。かかる本発明の方法によると、使用者がツリーを前進するために必要なクリックの回数の効率性と、使用者がツリーを進む際の安全性とを結ぶ非常に良好な人間工学が示される一方で、情報を表示するために航空機の画面上で占められる場所が減少する。

詳細な説明および例示として与えられている添付図面から、本発明はよりよく理解され、他の特徴と利点が明らかになるであろう。

図１Ａは、マッピングシステムにおけるツリーの一例の一部分を示す。各ボックスは、ツリーの１つの情報アイテム（例えば「作成」）を示す。ボックスを連結する線は、ツリーの構造を区画している。「行動」ボックスはツリーの原点である。そのレベルはＮ０である。ツリーの原点に最も近いレベルはレベルＮ−１であり、「作成」「消去」「移動」「変形」等のボックスを備える。ツリーには複数のレベルがあるが、図示されているレベルＮ−２は１つだけで、「作成」ボックスのみとつながり、「図形」「ＴＴＡ」「標的」「飛行物体」ボックスを備える。レベルＮ−３は２つ図示されており、このうち１つのレベルは「図形」ボックスとつながり、「領域」「線」「レーン」ボックスを備える。もう１つのレベルは「標的」ボックスとつながり、「未確認物体」「車両」「軌道車」「固定された標的」ボックスを備える。図示されているレベルＮ−４は１つだけで、「領域」ボックスのみとつながり、「戦術」「誘導」「危険」ボックスを備える。直近のレベルＮ−１は４つのボックスを備えるが、枝の末端をなすレベルＮ−４は１つだけで、３つのボックスのみを備える。使用者は例えば、「作成」ボックスを用いてオブジェクトをマップに配置し、「消去」ボックスを用いてこれらを除去できる。

図１Ｂないし１Ｄは、図１Ａのツリーにおいて、本発明の管理方法によって使用者がクリックした後に表示された配列の例を図示する。枝の末端ではないボックスは、枝の末端から区別するための特定のマーク（以下「ＭＳ」という。）を備える。例えば、「作成」ボックスは枝の末端ではないが、「消去」ボックスは枝の末端である。

図１Ｂは、使用者が「行動」「作成」「図形」「領域」ボックスを連続してクリックした後に画面に表示された配列である。従ってアクティブなボックスは、「戦術」「誘導」「危険」ボックスである。従って使用者は、「戦術」「誘導」「危険」ボックスが同一のレベルに属し、「領域」ボックスにつながっているとわかる。さらに使用者は、「領域」ボックスは（より上位のレベルの、つまりツリーの原点により近いレベルの）「図形」ボックスにつながっており、「図形」ボックスはツリーの原点である「行動」ボックスにつながっているとわかる。アクティブな「戦術」「誘導」「危険」ボックスを非アクティブ化するには、（すぐ上のレベルの）「領域」ボックスを再度クリックしなければならない。

図１Ｃは、図１Ｂの画面表示から使用者が「作成」ボックスを一度だけクリックした後の画面に表示された配列を示す。

図１Ｄは、図１Ｃの画面表示から使用者が「標的」ボックスを一度だけクリックした後の画面に表示された配列を示す。

図２、３Ａおよび３Ｂは、限定空間をツリーに割り当てる一例を示す。軸ＨとＬは、高さ軸と幅軸をそれぞれ示し、これらの方向付けは画面を見ている使用者に対して与えられている。

図２は、２つのツリーの表示を示す。ツリーはそれぞれ、マップ１の側面の垂直バナー２に表示されている。例えば、２つのバナー２はそれぞれ、マップ１と同じ高さであるが、それらの幅はマップ１の６分の１である。各バナー２は、ボックス３の一次元の配列である。ここではバナー２は、ボックス３からなる一本の縦列からなる。図２は好適には、軍事航空機の画面表示を示す。

図３Ａは、２つのツリーの表示を示す。ツリーはそれぞれ、３つの垂直バナー２に表示されている。ツリーの一方は左側の３つの垂直バナーにあり、他方のツリーは右側の３つの垂直バナーにある。６つの垂直バナー２からなる組は、マップ１の下方に配置されている。各ツリーはここでは、大きさが不変の空間に、数列数行に亘って配置されたボックス３を備える多次元配列を用いて示されている。この理由で、図３Ａは好適な例ではない。図３Ａの表示はどちらかといえば、民間航空機の画面表示を示す。

図３Ｂは、２つのツリーの表示を示す。ツリーはそれぞれ、水平バナー２に表示されており、該２つの水平バナー２はマップ１の下方に配置されている。例えば、該２つのバナー２はそれぞれ、マップ１と同じ幅であるが、それらの高さはマップ１の６分の１である。各バナー２は、ボックス３の一次元の配列である。ここではバナー２は、ボックス３からなる一本の行からなる。図３Ｂの表示はどちらかといえば、民間航空機の画面表示を示す。

図４は、航空機画面上の実際の表示の一例を示す。マップＣＡは、２つのバナーＢＧとＢＤに囲まれている。スクロールバーＡＳがバナーＢＧ上に見える。特定のマークＭＳが２つのバナー上に見える。「ポップアップ」ＰＵがマップＣＡの一部分とバナーＢＧの一部分を覆っている。左側のバナーは、図４の上から下に向かって、４つのボックス（これらのボックスはツリーを構成しないが、バナーＢＤ上で表示するツリーを４つのツリーから１つ選択することを可能とする）と、６つのボックスからなる１つのツリーと、ポップアップで部分的に覆われた７つのボックスとを備える。バナーＢＤは、一次元の配列のツリーを表示する。該配列の最大の大きさはＴＭであり、ここでは例えば１２個のボックスに等しい。該配列の現在の大きさはＴＣであり、ここでは１１個のボックスに等しい。使用者の位置は、「図形」ボックスの直ぐ下のレベルであり、該レベルは、「線／ａｃｃ」ボックスから「命令」ボックスまでの表示された８つのボックスを備える。図４には、白い実線の円弧がマップＣＡに見えるので明らかに使用者は「円弧」ボックスを作動させているが、図４では、作動および非作動ボックスに関する色の濃淡は見えない。図４には、小さい三角形の特定のマークＭＳに加えて、枝の末端に含まれる情報は「ａｒｃ（円弧）」など頭文字が小文字で示されるが、他のボックスに含まれる情報は「Ｚｏｎｅｓ（領域）」など頭文字が大文字で示される。これは、枝の末端に対応するボックスと他のボックスを識別する他の手段、または付加的な手段（図４のような）として使用できる。

マッピングシステムにおけるツリーの一例の一部分を図示する。 本発明の管理方法により表示される配列の例を図示する。 本発明の管理方法により表示される配列の例を図示する。 本発明の管理方法により表示される配列の例を図示する。 限定空間をツリーへ割り当てる例を図示する。 限定空間をツリーへ割り当てる例を図示する。 航空機画面上での実際の表示の例を図示する。

Claims (12)

1. 指示装置と航空機の画面とを関連付け、複数のレベル（Ｎ−０、Ｎ−１、Ｎ−２、Ｎ−３、Ｎ−４）を持つツリー構造の情報を備えるマッピングシステムと指示装置の使用者とを、該情報の一部のみを画面上に同時に表示することによって結び付けるマン−マシン・インターフェースの管理方法であって、使用者がツリーを進む間、１つのレベルから別のレベルへそれぞれ移動するには、ボタンを少なくとも一回クリックする、つまり指示装置のボタンを押した後、速やかにその位置でこれを離す必要があり、使用者の任務に応じてツリーを自動的に再構成でき、該再構成により該任務に特に関連のある情報を該ツリーの原点（Ｎ−０）のより近くに持ってくることを特徴とする方法。
2. 使用者がツリーの原点（Ｎ−０）から遠ざかるようにツリーを前進する間、ある１つのレベルから該レベルと連続していない別のレベルへ直接移動することが不可能であり、ある１つのレベルから該レベルと連続している別のレベルへ移動するには１クリックが必要であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 該方法はツリーの原点（Ｎ−０）から使用者が位置するツリーの位置までつながる枝の連続的なレベルの全ての表示を維持すること、及び、該方法は、表示の維持されているレベルのうち任意の所望のレベルで１クリックすることにより、使用者が該所望のレベルへ戻ることを可能とすることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 該方法はツリーの原点（Ｎ−０）から使用者が位置する地点までつながる１本の枝のみの連続的なレベルの表示を維持することを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 該方法はツリーの情報を表示するために、使用者がツリーを前進する間大きさが変化しない空間（２）を、画面上に割り当てることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. 該方法は、該割当て空間（２）において、同一の大きさの複数のボックス（３）が一次元で配列（ＢＧ，ＢＤ）された形状でのみ情報を表示することができ、各ボックス（３）は指定可能な情報アイテムを１つだけ備えることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 該配列（ＢＧ，ＢＤ）のボックス（３）の最大数（ＴＭ）が２０以下に維持されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. あるレベルに移動するとき、該レベルに対応する情報アイテムの数が多すぎて、割当て空間（２）に表示できない場合、該情報アイテムの一部分を、スクロールバー（ＡＳ）の矢印に挟まれた割り当て空間に表示し、使用者が該矢印を指示装置で指示することにより、該情報を全てスクロールすることを可能とすることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の方法。
9. ツリーの原点（Ｎ−０）に直近のレベル（Ｎ−１）は、枝の末端を表示しているツリーの原点から最も遠い各レベル（Ｎ−４）よりも表示されるべき情報をより多く備えることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
10. ある１つのレベルよりもツリーの原点（Ｎ−０）から遠くに位置する他のレベルを少なくとも１つ備えた枝において、該ある１つのレベルはそれぞれ、枝の末端に位置するレベル（Ｎ−４）と識別するための特定のマーク（ＭＳ）を用いて表示されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
11. 同時に指定可能な、各ボックス（３）に表示される様々な情報アイテムは、同時に同一色あるいは同一の色合い等、他の情報と区別して表示されることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 該方法によって画面と関連付けられた指示装置は制御レバーまたはトラックボ−ルまたはタッチ面であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の方法。

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