航空電子裝置、系統(tǒng)和方法
【專利說(shuō)明】航空電子裝置、系統(tǒng)和方法
[0001]本申請(qǐng)是2010年7月26日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?01080042826.4的同名專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002]交叉引用
[0003]本申請(qǐng)要求享有如下申請(qǐng)的權(quán)益并且基于如下申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán):共同未決美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng) N0.61/228, 610，題為 “Revers1nary Architecture System and Method” ；N0.61/228，603，題為 “Pitot Pressure Sensing System and Method” ；N0.61/228，601，題為 “LCD Display Dimming System and Method” ；N0.61/228，608，題為 “Informat1nPage Select1n System and Method” ；N0.61/228，599，題為 “Altitude Marker Systemand Method” ；N0.61/228，598，題為 “Multifunct1n Av1nics Display User InterfaceMethod”；和 N0.61/228，597，題為“Dynamic Topography Resolut1n System andMethod of Display”，所有六個(gè)申請(qǐng)都提交于2009年7月26日；以及美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/367, 041，題為 “Av1nics Display，，，和 N0.61/367, 058，題為 “Av1nics Display，，，兩個(gè)申請(qǐng)都提交于2010年7月23日，在此通過(guò)引用將其整個(gè)公開并入這里。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本發(fā)明的總體構(gòu)思涉及航空電子裝置、顯示器和系統(tǒng)以及用于航空電子裝置顯示的方法。更具體而言，本發(fā)明構(gòu)思涉及在顯示屏上選擇和顯示信息的方法和系統(tǒng)。這些系統(tǒng)和方法允許利用旋鈕選擇和信息顯示，利用旋鈕移動(dòng)到期望位置并且突出顯示和選擇要顯示的期望信息，省去了對(duì)光標(biāo)功能的需要。這些系統(tǒng)和方法還實(shí)現(xiàn)了同時(shí)在顯示器的單屏顯示上的多頁(yè)和/或多窗口或這些頁(yè)和/或窗口之內(nèi)的“片塊(tiles) ”，在被選中時(shí)，完全獨(dú)立地控制每個(gè)窗口、頁(yè)面和/或片塊。本發(fā)明的總體構(gòu)思還提供了通過(guò)窗口、片塊和/或頁(yè)面導(dǎo)航的方法和系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的總體構(gòu)思還涉及事先在電子顯示系統(tǒng)海拔高度標(biāo)尺帶(altitude tape)上向飛行員提供多個(gè)警示以及迫近預(yù)定海撥高度的系統(tǒng)和方法。這些系統(tǒng)和方法通過(guò)提供協(xié)調(diào)工作的警示而提供了更強(qiáng)的安全性，由此提高了飛行員對(duì)接近飛行臨界海拔高度的狀況意識(shí)和/或在接近飛行臨界海拔高度期間為飛行員賦予了對(duì)海拔高度變化率的更強(qiáng)感覺(jué)。
[0006]本發(fā)明的總體構(gòu)思還涉及基于航空電子導(dǎo)航顯示的顯示范圍采用可變分辨率地形數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的總體構(gòu)思使用了范圍之間平滑的縮放(zoom)。兩種效果都實(shí)現(xiàn)了看起來(lái)是恒定分辨率平滑縮放的效果，同時(shí)改變了平面范圍。
[0007]本發(fā)明的總體構(gòu)思涉及顯示系統(tǒng)和方法，顯示裝置，例如用于航空電子裝置的顯示器。更具體而言，本發(fā)明構(gòu)思涉及一種系統(tǒng)和方法，使用航空電子裝置(或其它顯示裝置)的圖形顯示處理器功能以在夜間飛行期間將裝置的航空電子顯示暗淡到最低可能水平(這樣就可以觀察到顯示器顯示的數(shù)據(jù)結(jié)果)而無(wú)需非常寬動(dòng)態(tài)范圍的背光電路。
[0008]本發(fā)明的總體構(gòu)思涉及航空電子系統(tǒng)和方法，更具體而言，本發(fā)明總體構(gòu)思涉及在飛機(jī)皮托壓力感測(cè)系統(tǒng)故障、阻塞或誤操作或器械其它故障的情況下檢測(cè)和/或提供備用設(shè)備的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的總體構(gòu)思涉及一種獨(dú)特的電子飛行顯示架構(gòu)，滿足FAR 23.131(b)對(duì)駕駛艙中冗余備份儀器的管理要求。在另一實(shí)施例中，本方面的總體構(gòu)思使用不相似傳感器數(shù)據(jù)的組合并且向航空電子顯示器顯示信息。
【背景技術(shù)】
[0009]常規(guī)的航空電子顯示器使用X、Y光標(biāo)功能基于向下鏈接的報(bào)告(例如METARS、AIRMETS、SIGMETS)訪問(wèn)航空電子顯示屏上的項(xiàng)目，例如機(jī)場(chǎng)、VOR的項(xiàng)目以及氣象信息。
[0010]常規(guī)的航空電子顯示器限于提供用于單頁(yè)的單個(gè)功能。在一些常規(guī)航空電子系統(tǒng)上提供了彈出式顯示器。這些彈出式顯示器功能有限，且不能顯示其它屏幕。在主顯示頁(yè)上顯示與未被顯示的頁(yè)相關(guān)聯(lián)的輔助信息，輔助功能的數(shù)據(jù)被改變并且組合成主顯示頁(yè)，且不被表示為原始頁(yè)和數(shù)據(jù)。二次數(shù)據(jù)被顯示，且不能由這些常規(guī)顯示器的用戶改變。
[0011]常規(guī)系統(tǒng)使用一個(gè)可選擇的警示或錯(cuò)誤向飛行員指出選擇的海拔高度。至少因?yàn)樵陲w行員接收到警示時(shí)必須立即準(zhǔn)備對(duì)飛機(jī)的航向做出調(diào)節(jié)，這是存在問(wèn)題的。于是，未觀察特定系統(tǒng)或以其它方式未等候警示的飛行員可能導(dǎo)致通過(guò)選定的海拔高度，由此需要進(jìn)行海拔高度校正。
[0012]當(dāng)前，常規(guī)航空電子顯示器限于一種分辨率，或至多限于兩個(gè)(2)水平的地形數(shù)據(jù)分辨率，用于在導(dǎo)航圖上描繪地形。常規(guī)的航空電子顯示器不在RAM中存儲(chǔ)超過(guò)一個(gè)水平的地形分辨率并且在顯示地形數(shù)據(jù)方面受到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置傳送率的限制。常規(guī)顯示器的這種局限導(dǎo)致在常規(guī)顯示器的用戶從一種分辨率切換到另一種時(shí)顯示器中出現(xiàn)陡峭的“臺(tái)階”或“跳動(dòng)”。
[0013]IXD型顯示器已經(jīng)在航空電子裝置中普及。由于IXD面板自身不發(fā)光，它們需要外部照明機(jī)構(gòu)(背光)才容易看到。在大部分LCD顯示器上，這由位于LCD面板后方的冷陰極熒光燈構(gòu)成。新近以來(lái)，在LCD顯示器中出現(xiàn)了 LED背光照明的LCD顯示器，成為常規(guī)熒光燈背光的替代。LED背光方案還實(shí)現(xiàn)了比常規(guī)顯示器更纖巧的面板。用于航空電子裝置的LCD顯示器當(dāng)前使用非常大動(dòng)態(tài)范圍(>1000:1)的調(diào)光硬件以在直接陽(yáng)光照射時(shí)的最大所需亮度(從而可以觀察到顯示器顯示的數(shù)據(jù)結(jié)果)和夜間飛行期間所需的最低亮度之間變化。這種常規(guī)顯示器的最低顯示亮度受到LCD硬件能力的限制，其需要最低量的功率來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光。尤其是對(duì)于LED背光方案，驅(qū)動(dòng)背光所需的最小功率導(dǎo)致顯示器亮度對(duì)于用于航空電子設(shè)備中常常太亮，航空電子設(shè)備常常用于僅有非常少(如果有的話)環(huán)境光的條件下。在用于夜間飛行時(shí)常常出現(xiàn)的最低環(huán)境光條件下時(shí)，如果航空電子顯示器的光輸出或光澤太亮，飛行員必須在航空電子顯示器和夜空之間不斷調(diào)節(jié)或重新聚焦其視覺(jué)。這樣可能是麻煩的甚至不安全的。因此，有益的做法是提供一種手段，提高航空電子顯示器(或其它類似顯示器)的調(diào)光能力，超過(guò)相關(guān)聯(lián)硬件背光驅(qū)動(dòng)器的能力。
[0014]為了使顯示器的強(qiáng)光最小化，很多顯示器制造商都包括夜間模式特征，其中在低環(huán)境光狀況下修改所顯示項(xiàng)目的色彩設(shè)計(jì)。在這種夜間模式特征中，使用更暗的顏色，例如黑色，取代更亮的顏色，例如綠色、藍(lán)色等。這樣的模式獲得更低的對(duì)比度，常常導(dǎo)致屏幕上顯示的項(xiàng)目細(xì)節(jié)更少。因此，有益的做法是提供一種顯示器，其無(wú)需改變顯示屏上顯示的項(xiàng)目的色彩布置就減少眩光。
[0015]FM Advisory Circular 23.1311-1B闡述了可接受的手段，表現(xiàn)出與針對(duì)在23部分飛機(jī)中安裝電子顯示器的14CFR§ 23的一致性。除此之外，它需要逆轉(zhuǎn)的或備用架構(gòu)，進(jìn)行電子基本飛行顯示，或?qū)崿F(xiàn)等價(jià)水平的安全性。
[0016]皮托壓力和環(huán)境靜壓用于確定飛機(jī)的表速，這是飛機(jī)的關(guān)鍵性能決定因素，也常用于安排各種飛機(jī)系統(tǒng)，例如配平電動(dòng)機(jī)、人工感覺(jué)系統(tǒng)、包絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)的行為或運(yùn)行，或可用于計(jì)算其它飛行參數(shù)，例如來(lái)自飛行數(shù)據(jù)姿態(tài)航向參考系統(tǒng)(ADAHRS)的姿態(tài)信息。
[0017]在皮托管(pitot)系統(tǒng)的故障是嚴(yán)重故障的情況下，常規(guī)的飛機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)施具有充分冗余的皮托管感測(cè)架構(gòu)，以確保有可靠數(shù)據(jù)可用。這種冗余架構(gòu)的范例是具有雙冗余和被監(jiān)測(cè)加熱元件的雙冗余皮托管探頭，每個(gè)探頭加熱器連接到不同的發(fā)電源。在很多舊式輕型飛機(jī)中，安裝的皮托管系統(tǒng)沒(méi)有充分的冗余性來(lái)確保有精確數(shù)據(jù)，這可能導(dǎo)致使用誤導(dǎo)數(shù)據(jù)和/或通常排除了在執(zhí)行關(guān)鍵功能時(shí)使用數(shù)據(jù)，改造這種具有冗余的皮托管系統(tǒng)的舊式飛機(jī)極為困難且成本高昂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明的總體構(gòu)思涉及在顯示一地區(qū)地理表示的顯示屏上選擇并顯示關(guān)于航空和氣象項(xiàng)目的相干信息的方法和系統(tǒng)。這些方法和系統(tǒng)允許使用旋鈕選擇和顯示信息，使用旋鈕移動(dòng)到期望位置并且突出顯示和選擇疊加在地理顯示上的要顯示的期望信息。本發(fā)明的總體構(gòu)思消除了需要光標(biāo)功能來(lái)執(zhí)行這些功能。
[0019]本發(fā)明的總體構(gòu)思還涉及顯示多頁(yè)和/或多窗口或這些頁(yè)和/或窗口之內(nèi)的“窗口片塊”的方法和系統(tǒng)。這允許航空電子多功能顯示器(“MFD”)包括同時(shí)顯示于單個(gè)屏幕上的幾個(gè)功能，在被選擇時(shí)能夠完全獨(dú)立地控制每個(gè)功能。本發(fā)明的總體構(gòu)思還提供了一種通過(guò)多功能航空電子顯示器上的片塊導(dǎo)航的方法。
[0020]本發(fā)明的總體構(gòu)思還涉及事先在電子顯示系統(tǒng)海拔高度標(biāo)尺帶上向飛行員提供多個(gè)警示以及迫近預(yù)定海撥高度的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的總體構(gòu)思通過(guò)提供協(xié)調(diào)工作的警示實(shí)現(xiàn)了更高安全性，由此增強(qiáng)了飛行員對(duì)接近飛行臨界海拔高度的狀況意識(shí)。
[0021]本發(fā)明的總體構(gòu)思還提供了具有多層次地形分辨率的顯示器，在層次之間具有平滑過(guò)渡。
[0022]以上和其它目的是為了例示本發(fā)明，并不是要進(jìn)行限制。在研究以下說(shuō)明書和構(gòu)成其部分的附圖時(shí)，本發(fā)明很多可能的實(shí)施例可以被提出并將變得顯而易見(jiàn)。可以獨(dú)立于其它特征和子組合采用本發(fā)明的各種特征和子組合。結(jié)合附圖，從以下描述將明了本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，其中通過(guò)例示和范例闡述了本發(fā)明的實(shí)施例及其各種特征。
[0023]本發(fā)明提供了使用圖形處理器的α混合性能對(duì)顯示器調(diào)光的方法，在最后硬件調(diào)光步驟之后有效地利用中性色覆蓋圖使其變暗。
[0024]以上和其它目的是為了例示本發(fā)明，并不是要進(jìn)行限制。在研究以下說(shuō)明書和構(gòu)成其部分的附圖時(shí)，本發(fā)明很多可能的實(shí)施例可以被提出并將變得顯而易見(jiàn)。可以獨(dú)立于其它特征和子組合采用本發(fā)明的各種特征和子組合。結(jié)合附圖，從以下描述將明了本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，其中通過(guò)例示和范例闡述了本發(fā)明的實(shí)施例及其各種特征。
[0025]本發(fā)明的總體構(gòu)思涉及一種具有電子飛行顯示器的方法系統(tǒng)，滿足FAR23.1311(b)對(duì)駕駛艙中冗余備份儀器的管理要求。本發(fā)明的總體構(gòu)思還涉及利用不相似傳感器數(shù)據(jù)的組合檢測(cè)飛機(jī)皮托壓力(pitot pressure)感測(cè)系統(tǒng)故障、阻塞或誤操作的系統(tǒng)和方法。
[0026]以上和其它目的是為了例示本發(fā)明，并不是要進(jìn)行限制。在研究以下說(shuō)明書和構(gòu)成其部分的附圖時(shí)，本發(fā)明很多可能的實(shí)施例可以被提出并將變得顯而易見(jiàn)?？梢元?dú)立于其它特征和子組合采用本發(fā)明的各種特征和子組合。結(jié)合附圖，從以下描述將明了本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，其中通過(guò)例示和范例闡述了本發(fā)明的實(shí)施例及其各種特征。
【附圖說(shuō)明】
[0027]結(jié)合附圖，從實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明總體構(gòu)思的這些和/或其它方面和效用將變得顯而易見(jiàn)并更容易理解。為了例示的目的，在附圖中示出了當(dāng)前優(yōu)選的本發(fā)明總體構(gòu)思的形式；不過(guò)，要理解，本發(fā)明的總體構(gòu)思不限于圖示的精確布置和手段。在附圖中:
[0028]圖1是本發(fā)明總體構(gòu)思具有顯示器、屏幕和旋鈕的示范性實(shí)施例系統(tǒng)。
[0029]圖2是本發(fā)明總體構(gòu)思具有顯示器、屏幕和旋鈕的另一示范性實(shí)施例系統(tǒng)。
[0030]圖3是本發(fā)明總體構(gòu)思具有顯示器、屏幕和旋鈕的另一示范性實(shí)施例系統(tǒng)。
[0031]圖4是本發(fā)明總體構(gòu)思具有顯示器、屏幕和旋鈕的另一示范性實(shí)施例系統(tǒng)。
[0032]圖5是示出了多功能航空電子顯示器上的多個(gè)頁(yè)面的本發(fā)明總體構(gòu)思另一示范性實(shí)施例的系統(tǒng)。
[0033]圖6是示出了多功能航空電子顯示器上的單個(gè)頁(yè)面的本發(fā)明總體構(gòu)思另一示范性實(shí)施例的系統(tǒng)。
[0034]圖7是示出了多功能航