用于在地表面操作期間顯示飛機制動距離的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于在地表面操作期間顯示飛機制動距離的系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)和方法可操作用于將制動距離信息呈現(xiàn)給飛機裝置的機組人員。示例性實施例針對所述飛機裝置的制動操縱確定制動距離，其中，所述制動距離基于飛機的當(dāng)前地速；以及生成在顯示器上呈現(xiàn)的圖形表示，其中，所述圖形表示上的圖形圖標的位置指示從所述飛機裝置確定的制動距離。
【專利說明】用于在地表面操作期間顯示飛機制動距離的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及將制動距離信息呈現(xiàn)給飛機(aircraft)裝置的機組人員，并且特別地涉及用于在地表面操作期間顯示飛機制動距離的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高級人機界面(HMI)技術(shù)正在變得在飛機裝置的飛機中更普遍。這些新興HMI技術(shù)給機組人員提供了附加情形感知信息。當(dāng)其飛機在各種類型的地表面操作(諸如滑行、靠近登機航站樓等)期間在地面上行進時，存在對通過各種可用HMI技術(shù)向飛機的機組人員呈現(xiàn)的可用信息的改進的整合的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]公開了將制動距離信息呈現(xiàn)給飛機裝置的機組人員的系統(tǒng)和方法。示例性實施例為所述飛機裝置的制動操縱確定制動距離，其中，所述制動距離基于飛機的當(dāng)前地速；以及生成在顯示器上呈現(xiàn)的圖形表示，其中，所述圖形表示上的圖形圖標的位置指示從所述飛機裝置確定的制動距離。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0004]以下參照以下附圖來詳細描述優(yōu)選和可替換的實施例:
圖1是被集成至飛機航空電子系統(tǒng)中的制動距離顯示系統(tǒng)的框圖；
圖2是一直開到(pulling up to)登機航站樓并處于停止在登機航站樓處的過程中的飛機裝置的簡化的假設(shè)俯視圖；
圖3示意了在飛機裝置靠近示例航站樓登機口時在顯示器上呈現(xiàn)以指示針對該飛機裝置而確定的制動距離的示例圖形表示；
圖4示意了在飛機裝置沿跑道或其他地表面滑行時在顯示器上呈現(xiàn)以指示針對該飛機裝置而確定的制動距離的另一示例圖形表示；
圖5示意了可替換圖形表示，該可替換圖形表示示意了所確定的制動距離；以及圖6示意了可替換圖形表示，該可替換圖形表示示意了當(dāng)在制動距離的計算中存在相對較高程度的不確定性時所確定的制動距離。
【具體實施方式】
[0005]圖1是被集成至飛機航空電子系統(tǒng)102中的制動距離顯示系統(tǒng)100的實施例的框圖。示例制動距離顯示系統(tǒng)100與一種或多種人機界面(HMI)技術(shù)集成，以增強在飛機裝置進行各種地表面操作時向飛機裝置的機組人員呈現(xiàn)的信息的總數(shù)。例如，機組人員可以在跑道上滑行或者一直開到登機航站樓。在這種操作期間，飛機裝置在其自身的功率下以及在機組人員的控制下自主地移動(如與由拖件或其他交通工具拖拽相對)。
[0006]制動距離顯示系統(tǒng)100的實施例被配置為計算飛機裝置的制動距離并以圖形方式指示該制動距離(被可互換地稱作確定和呈現(xiàn)停止距離)。在顯示系統(tǒng)的顯示器上以圖形方式向機組人員示意所確定的制動距離。
[0007]可以在確定制動距離時考慮多種制動因素。示例制動因素包括但不限于飛機裝置的當(dāng)前地速、當(dāng)前天氣狀況、何時發(fā)起制動操作、所應(yīng)用的制動力的速率和/或飛機制動能力(例如，正常制動vs.緊急制動)。飛機制動能力可以基于飛機測試結(jié)果、基于設(shè)計能力和
/或基于預(yù)定義值。
[0008]此外，可以在顯示系統(tǒng)上呈現(xiàn)制動距離的范圍。在示例實施例中，基于與可能的制動距離相對應(yīng)的所計算出的置信水平來確定所呈現(xiàn)的制動距離的范圍。制動距離范圍可以基于可影響飛機裝置的停止能力的一個或多個當(dāng)前制動因素。
[0009]飛機航空電子系統(tǒng)102的示例性實施例包括用戶界面104、處理系統(tǒng)106、雷達系統(tǒng)108、全球定位系統(tǒng)(GPS) 110、慣性測量單元(MU) 112、地速(GS)速度傳感器114、多個地面對象傳感器116、顯示系統(tǒng)118和存儲器120。雷達系統(tǒng)108包括天線122。顯示系統(tǒng)118包括顯示器124。應(yīng)當(dāng)認識到,航空電子系統(tǒng)102包括本文未示意或描述的許多其他組件和/或系統(tǒng)。
[0010]在示例性實施例中，上述組件經(jīng)由通信總線126以通信方式耦合在一起。在航空電子系統(tǒng)102的可替換實施例中，上述組件可以按照不同方式彼此通信耦合。例如，上述組件中的一個或多個可以直接耦合至處理系統(tǒng)106，或者可以經(jīng)由中間組件(未示出)耦合至處理系統(tǒng)106?？梢允褂萌魏魏线m的處理系統(tǒng)106。
[0011]存儲器120包括用于存儲以下各項的部分:雷達信息處理模塊128、飛機導(dǎo)航模塊130、制動距離估計器模塊132、制動距離(BD)圖形處理模塊134、地面對象傳感器模塊136和地面對象顯示模塊138。此外，可以在存儲器120中包括可選的地面地圖數(shù)據(jù)庫140。
[0012]在一些實施例中，雷達信息處理模塊128、飛機導(dǎo)航模塊130、制動距離估計器模塊132、制動距離(BD)圖形處理模塊134、地面對象傳感器模塊136和/或地面對象顯示模塊138可以與其他邏輯集成、可以與其他模塊集成和/或駐留在其他存儲器(未示出)中。在其他實施例中，各個模塊中的這些存儲器和其他數(shù)據(jù)操控功能中的一些或全部可以由與航空電子系統(tǒng)102合適地連接的其他電子設(shè)備提供。例如，這些模塊中的一個或多個可以實現(xiàn)在電子飛行包(EFB)中。駐留在存儲器120中的模塊128、130、132、134、136、138和/或數(shù)據(jù)庫140由處理系統(tǒng)106或另一合適處理系統(tǒng)檢索和執(zhí)行。此外，可以利用其他數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)、可以以各種格式(諸如緩沖器等)實現(xiàn)和/或可以在另一存儲器(未示出)中實現(xiàn)地面地圖數(shù)據(jù)庫140。
[0013]存儲器120可以是任何合適存儲設(shè)備或系統(tǒng)。根據(jù)實施例，存儲器120可以是專用存儲系統(tǒng)、可以是另一組件或系統(tǒng)的一部分和/或可以是分布式存儲系統(tǒng)。存儲器120還可以包括本文未示意或描述的其他邏輯、模塊和/或數(shù)據(jù)庫。
[0014]在可在飛機裝置中采用的各種航空電子系統(tǒng)102中，可以采用多個可選的地面對象傳感器116。這種可選的地面對象傳感器116可以是一個或多個HMI系統(tǒng)的組件。
[0015]地面對象傳感器116被配置為在飛機裝置在地面上行進的同時檢測與該飛機裝置鄰近的地面對象。示例地面對象傳感器116可以包括翼尖雷達傳感器142、機尾雷達傳感器144、紅外傳感器146和/或聲學(xué)傳感器148。這些地面對象傳感器116提供輸入至地面對象傳感器模塊136(或者當(dāng)在飛機裝置周圍布置多種不同HMI技術(shù)時，提供輸入至多個地面對象傳感器模塊136)?；诮邮盏降膫鞲衅鬏斎耄孛鎸ο髠鞲衅髂K136被配置為確定所檢測到的地面對象離飛機裝置和/或檢測地面對象的地面對象傳感器116的距離和位置。
[0016]在示例實施例中，一個或多個翼尖雷達傳感器142可以位于飛機裝置的機翼的翼尖處。機尾雷達傳感器144可以被提供以檢測處于飛機裝置的機尾后面的地面對象。在一些實施例中，翼尖雷達傳感器142和/或機尾雷達傳感器144共同位于具有飛機警告燈和/或其他類型的飛機燈的照明器具中。
[0017]在各個實施例中，翼尖雷達傳感器142和/或機尾雷達傳感器144的定向被選擇為使得沿感興趣的方向或者在與同地面對象的碰撞的可能發(fā)生相關(guān)聯(lián)的視場(FOV)中發(fā)射所發(fā)射的雷達信號。例如，翼尖雷達傳感器142在位于飛機裝置的機翼的翼尖處時可以沿水平面定向，以檢測地面對象在機翼的基本上相同的高度處的存在。
[0018]在一些實施例中，使用多個翼尖雷達傳感器142和/或機尾雷達傳感器144來提供感興趣的區(qū)域周圍的雷達覆蓋。例如，翼尖雷達傳感器142中的一個或多個可以沿向前看的方向定向，以感測處于飛機裝置前面的地面對象。此外，其他翼尖雷達傳感器142還可以沿向后看的方向或向外看的方向定向，以感測處于機翼后面或機翼旁邊的對象。實施例可以采用任何期望數(shù)目的翼尖雷達傳感器142和/或機尾雷達傳感器144。翼尖雷達傳感器142和/或機尾雷達傳感器144將對應(yīng)于從地面對象反射的所檢測到的雷達回波的信息傳送至地面對象傳感器模塊136。使用該雷達信息，使得可以確定所檢測到的地面對象離飛機裝置的范圍和/或位置。
[0019]各個地面對象傳感器116的視場(FOV)提供飛機裝置周圍的空間區(qū)域的期望覆蓋。從典型事故幾何和功能需求導(dǎo)出FOV參數(shù)。飛機裝置周圍的任何盲區(qū)基于一種候選技術(shù)(雷達)的FOV和與將雷達放置在照明模塊內(nèi)部相關(guān)聯(lián)的約束。根據(jù)各個地面對象傳感器116 (諸如，示例翼尖雷達傳感器142和/或機尾雷達傳感器144)被放置在飛機裝置周圍的何處，其他FOV是可能的。
[0020]在示例實施例中，翼尖雷達傳感器142和/或機尾雷達傳感器144是具有相關(guān)電子齒輪的工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療(ISM)2.4 GHz頻帶和距離測量雷達。在一個實施例中，用于ISM頻帶的傳感器節(jié)點天線便于包括在飛機裝置中的網(wǎng)關(guān)單元(未示出)的無線通信，使得將由地面對象傳感器116檢測到的信息被傳送至航空電子系統(tǒng)102。網(wǎng)關(guān)單元是被配置為執(zhí)行下述操作的通信設(shè)備:從各個可選的地面對象傳感器116中的一個或多個無線接收該信息，并且然后將該信息重傳至執(zhí)行地面對象傳感器模塊136的處理系統(tǒng)106。
[0021]GPS 110被配置為接收多個衛(wèi)星信號，該多個衛(wèi)星信號允許飛機導(dǎo)航模塊130準確地確定飛機裝置的當(dāng)前位置，并可選地確定飛機裝置的高度。當(dāng)隨著時間比較GPS確定的位置時，可以確定飛機裝置的速度(地速)和飛機裝置的方位(航向或行進方向)。
[0022]IMU 112包括被配置為感測飛機裝置的移動的加速度計、陀螺儀等的系統(tǒng)?；谒袦y到的移動和/或所檢測到的移動的改變，飛機導(dǎo)航模塊130可以使用由IMU 112提供的信息來準確地計算飛機裝置的位置、方位(航向或行進方向)和/或地速。
[0023]如由GPS 110和/或MU 112所確定的飛機裝置的位置可以用于參照飛機裝置的相對位置和/或方位。相應(yīng)地，當(dāng)在顯示器上呈現(xiàn)如由BD圖形處理模塊134所確定的制動距離信息時，機組人員將更好地認識到所呈現(xiàn)的停止信息的重要性。[0024]基于由地面對象傳感器116之一對與飛機裝置鄰近的一個或多個地面對象的檢測以及如由地面對象傳感器模塊136所確定的所檢測到的地面對象相對于飛機裝置的距離和位置的后續(xù)確定，與BD圖形處理模塊134協(xié)作，地面對象顯示模塊138可以在顯示器124上生成和呈現(xiàn)與所檢測到的地面對象相對應(yīng)的圖標或其他圖像。因此，查看顯示器124的機組人員將直觀地理解地面對象相對于其飛機裝置的當(dāng)前位置和/或方位的位置，特別地關(guān)于任何同時呈現(xiàn)的制動距離信息。
[0025]可選地，如由GPS 110和/或MU 112所確定的飛機裝置的位置可以用于參照針對飛機裝置所橫越的表面的地圖的飛機裝置的位置。可選的地面地圖數(shù)據(jù)庫140是預(yù)期飛機裝置不時地處于的各種地表面(機場)的地圖的數(shù)據(jù)庫?；陲w機的當(dāng)前位置，可以從地面地圖數(shù)據(jù)庫140檢索適當(dāng)?shù)牡貓D?？梢曰陲w機裝置的當(dāng)前位置來自動選擇地圖，或者可以由機組人員基于機場的合適識別符來手動指定地圖。然后，可以同時給地圖數(shù)據(jù)的相關(guān)部分(與飛機裝置的當(dāng)前位置和以圖形方式在顯示器124上表示的地表面區(qū)域的范圍相對應(yīng))呈現(xiàn)制動距離信息。
[0026]地表面地圖提供了識別地表面上的各種結(jié)構(gòu)(諸如，跑道邊界、滑行道邊界、燈和/或標記結(jié)構(gòu)、建筑物等)的位置的信息。相應(yīng)地，可以在顯示器124上呈現(xiàn)這些各種結(jié)構(gòu)的參照飛機裝置的相對當(dāng)前位置和相對于由制動距離顯示系統(tǒng)100確定的所確定的停止位置和/或距離的位置。
[0027]雷達系統(tǒng)108可以是任何合適的雷達系統(tǒng)，諸如但不限于可操作用于檢測位于距飛機裝置相對遙遠處的天氣(其可以被確定為但不限于4維天氣立方數(shù)據(jù))和/或檢測附近飛機的天氣雷達。雷達系統(tǒng)108包括可操作用于發(fā)射雷達信號和接收雷達回波的天線120。雷達回波是從所發(fā)射的雷達脈沖入射到其上的對象反射的能量。在往復(fù)運動中、在上下方向上和/或在感興趣的其他方向上掃描(sweep)天線120，使得雷達系統(tǒng)108能夠在飛機裝置周圍的感興趣的區(qū)域中檢測天氣、地面對象和/或其他飛機。
[0028]雷達信息處理模塊128處理雷達系統(tǒng)108的天線122所檢測到的雷達回波。在飛機裝置處于飛行中的同時，各種類型的天氣及其關(guān)聯(lián)的屬性可以由雷達信息處理模塊126確定。此外，在一些類型的雷達系統(tǒng)110中，在飛機裝置處于飛行中的同時或當(dāng)飛機裝置處于地面上時，可以基于所處理的雷達回波來確定其他附近飛機的位置和/或高度。相應(yīng)地，可選地，可以將來自雷達系統(tǒng)108的信息輸入至地面對象傳感器模塊136。例如，當(dāng)被呈現(xiàn)給飛機裝置的機組人員的顯示器的標度(scale)被設(shè)置為包含飛機裝置周圍的相對較大的區(qū)域(即，在該區(qū)域中，顯示器的范圍超過地面對象傳感器116的檢測范圍)時，可以在顯示器124上呈現(xiàn)與雷達系統(tǒng)108已檢測到的更遠范圍的檢測到的地面對象相對應(yīng)的圖標。
[0029]在各個實施例中，地速速度傳感器114將信息提供給航空電子系統(tǒng)102，使得可以確定飛機裝置的當(dāng)前地速。附加地或可替換地，所確定的地速可以由頂U 112和/或GPS110確定。飛機裝置的所確定的地速是由制動距離估計器模塊132用于確定飛機裝置的制動距離的制動因素之一。
[0030]用戶界面104被配置為從飛機裝置的機組人員接收各種操作指令。例如，機組人員可以控制地面制動距離在顯示器124上或在另一顯示設(shè)備上的呈現(xiàn)。作為另一示例，機組人員可以調(diào)整飛機裝置周圍的所顯示的區(qū)域的范圍。在示例實施例中，可以在顯示器上選擇性地示出地表面上的所規(guī)劃的行進路線?？梢越?jīng)由通過用戶界面118的輸入，選擇性地呈現(xiàn)或省略制動距離和/或所檢測到的地面對象的呈現(xiàn)?？梢越?jīng)由通過用戶界面118的輸入，選擇性地定義用于呈現(xiàn)制動距離和/或所檢測到的地面對象的圖形的呈現(xiàn)的類型和格式。
[0031]在一些實施例中，可以將彈出小窗口等等疊加在另一顯示呈現(xiàn)上?？梢越?jīng)由通過用戶界面104的輸入，指定彈出小窗口等的呈現(xiàn)位置和/或大小調(diào)整。例如但不限于:雷達系統(tǒng)108可以提供在顯示器124上的整個顯示區(qū)域上呈現(xiàn)的信息。然后，可以將示出制動距離和/或所檢測到的地面對象的相對較小的彈出小窗口等覆蓋在當(dāng)前顯示器的一部分上方。
[0032]圖2是一直開到登機航站樓204并處于停止在登機航站樓204處的過程中的飛機裝置202的簡化的假設(shè)俯視圖200。在該假設(shè)示例俯視圖中，飛機裝置202需要停止在制動距離(BD)206內(nèi)，使得可以將飛機裝置202完全停止在制動點208 (被定義為飛機裝置202完全停止在其處的位置)處。然后，可以將行人通道210擴展至飛機裝置202的門，使得機組人員和任何乘客可以離開飛機裝置202。
[0033]還示意了由位于飛機裝置202的左翼尖處的一個或多個翼尖雷達傳感器142提供的左側(cè)FOV 212。這里，翼尖雷達傳感器142將檢測登機航站樓204和行人通道210的存在。相應(yīng)地，制動距離顯示系統(tǒng)100的實施例可以在視覺上將信息指示給飛機裝置202的機組人員，以便于將飛機裝置202停止在期望制動點208處。可選地，實施例還可以示意航站樓204和行人通道210，以提供進一步的視覺信息，以便于將飛機裝置202停止在期望制動點208處。
[0034]還示意了由位于飛機裝置202的左翼尖處的一個或多個翼尖雷達傳感器142提供的右側(cè)FOV 212。這里，顯而易見的是不存在由位于飛機裝置202的右翼尖處的翼尖雷達傳感器142檢測到的地面對象。
[0035]可選地，示意了由機尾雷達傳感器144提供的機尾FOV 216。當(dāng)飛機在其自身的功率的控制下后退離開航站樓204和行人通道210時，制動距離顯示系統(tǒng)100的實施例可以在其沿向后的方向移動時為飛機裝置202確定制動距離。然后，將在顯示器124上在視覺上指示這些所確定的制動距離。
[0036]制動距離顯示系統(tǒng)100的實施例被配置為確定飛機裝置202的制動距離206，并且然后呈現(xiàn)顯示器124 (圖1)的制動距離信息。基于多種制動因素來確定制動距離206。制動距離方程是本領(lǐng)域中公知的，并且為了簡要而未在本文中描述。制動距離顯示系統(tǒng)100的各個實施例可以使用任何合適的制動距離方程。
[0037]在概念上，可以作為飛機裝置202的減速(負加速度)的某禁止速率(proscribedrate)的函數(shù)描述制動距離206。即，針對被假定用于制動操縱的飛機裝置202選擇減速速率，其中，減速速率被用于確定制動距離。
[0038]一般地，加速速率可以被近似為:
加速速率=(最終速度-初始速度)/停止時間(I)
這里，最終速度被理解為零(0)，這是由于飛機裝置202實現(xiàn)完全停止。初始速度是在發(fā)起制動操縱時飛機裝置202的地速。停止時間是飛機裝置202將已完成其制動操縱至完全停止的假定時間段(持續(xù)時間)。此外，由于飛機裝置202正在制動，因此等式(I)的加速速率是負數(shù)。本文將負的加速度值可互換地稱作減速速率。[0039]制動距離顯示系統(tǒng)100的實施例基于飛機裝置202的預(yù)定義(假定或指定)減速速率來確定制動距離206。例如但不限于:減速速率可以基于可定義飛機裝置202的最大制動速率(最大減速速率)的制動的當(dāng)前設(shè)計和/或配置。
[0040]基于飛機裝置202的當(dāng)前地速(速度)，可以根據(jù)方程(I)來確定停止所需的時間。然后，可以基于所確定的停止時間來確定制動距離206。相應(yīng)地，應(yīng)當(dāng)認識到，飛機裝置202在發(fā)起制動過程(并假定恒定的減速速率)時行進得越快，則所需的制動距離206將越大。類似地，(針對給定的初始地速)所假定的減速速率越小，則所需的制動距離206將越大。
[0041]應(yīng)當(dāng)認識到，在對制動距離206的確定中將存在固有等級的不確定性?？梢曰诙喾N其他制動因素，將該不確定性作為因素包括到對制動距離206的確定中。當(dāng)以不確定的因素來確定制動距離206時，可以確定制動距離的范圍并將其呈現(xiàn)在顯示器124上。
[0042]為了確定制動距離的范圍，識別了一個或多個相關(guān)制動因素。然后，確定每個所識別的制動因素的范圍。一個所識別的制動因素的所確定的范圍的一個跨度(第一跨度)與較短制動距離的計算相對應(yīng)。相同的所識別的制動因素的范圍的另一跨度(第二跨度)與較長制動距離的計算相對應(yīng)。當(dāng)確定飛機裝置202的最短制動距離時，使用針對所識別的制動因素中的每一個的第一跨度。當(dāng)確定最長制動距離時，使用針對所識別的制動因素中的每一個的第二跨度。在制動時實際上給定的特定情形的情況下，據(jù)此確定的最短制動距離和最長制動距離為飛機裝置202確定制動距離的范圍。本發(fā)明的實施例被配置成確定飛機可能能夠達到停止的制動距離的范圍，其中所述制動距離的范圍的“跨度”指該制動范圍的距離，也就是最短制動距離和最長制動距離之間的距離。
[0043]此外，隨著制動因素中的一個或多個改變或者這些制動因素自身變?yōu)椴淮_定，不確定性的等級可以改變。例如，雨水的侵襲的可能性可以增加對制動距離的確定中的不確定性?；械乇砻嫔系乃右部梢栽黾訉χ苿泳嚯x的確定中的不確定性，這是由于對于干地表面和濕地表面而言，摩擦系數(shù)不同。此外，反應(yīng)時間可能在各個機組人員成員之間不同。相應(yīng)地，實施例被配置為解決由所考慮的制動因素中的不確定性引入的所確定的制動距離中的不確定性。
[0044]可以使用表示針對特定制動因素的值的改變范圍的概率分布來表示不確定性中的變化。可以基于經(jīng)驗測試數(shù)據(jù)、估計或個人判斷來定義這種概率分布。在優(yōu)選實施例中，使用預(yù)定義標準偏差值和預(yù)定義峰值來定義鐘形曲線，盡管可以使用任何合適的統(tǒng)計分布函數(shù)。此外，可以基于當(dāng)前操作狀況(諸如當(dāng)前天氣狀況)來調(diào)整概率分布的標準偏差值和/或峰值。可以將概率分布存儲在制動距離估計器模塊132中或者存儲在另一合適存儲位置或存儲設(shè)備中。
[0045]在確定制動距離206時可考慮的第一示例制動因素是飛機裝置202的在制動操縱(被可互換地稱作停止操縱)期間假定的減速速率。例如，可以針對飛機裝置202定義預(yù)定減速速率，該預(yù)定減速速率提供飛機裝置202至對飛機裝置202的機組人員和/或乘客來說舒適和/或安全的完全停止的減速。例如，典型地，當(dāng)飛機裝置202移動時，利用座位安全帶(座位約束(restraint))將飛機裝置202的機組人員和/或乘客固定在其座位中。如果減速速率太大，則座位安全帶對飛機裝置202的機組人員和/或乘客施加的力可能變得不舒適?？商鎿Q地或附加地，如果減速速率太大，則飛機裝置202中的行李和/或貨物可能受到損壞。相應(yīng)地，體驗、設(shè)計和/或測試可以指示對飛機裝置202的機組人員和/或乘客來說舒適和/或安全的禁止的第一減速速率。
[0046]另一方面，一些情形可能需要飛機裝置202的非?？斓臏p速。例如，可能需要快速減速以避免與所檢測到的地面對象的碰撞。這里，可以使用緊急制動和/或?qū)Ψ聪蛲屏ζ鞴β实膽?yīng)用來快速停止飛機裝置202。相應(yīng)地，可以定義基于飛機裝置202的最大停止能力的禁止的第二減速速率。這里，基于與使飛機裝置202向完全停止的快速減速成為必要的緊急狀況相對應(yīng)的制動因素來提高減速速率。
[0047]因此，所確定的制動距離中的不確定性可以由對飛機裝置202的機組人員和/或乘客來說舒適和安全的第一減速速率表征，從而得到基于當(dāng)前地速對第一制動距離的確定。第二所確定的制動距離可以由因緊急或其他操作狀況而成為必要的第二減速速率表征，從而得到基于相同當(dāng)前地速對第二制動距離的確定。
[0048]地表面與飛機裝置202的起落架(輪子)之間的摩擦系數(shù)可以是確定制動距離的范圍的另一制動因素。例如，干冷地表面將展示出比濕地表面更高的摩擦系數(shù)。更高的摩擦系數(shù)將允許飛機裝置202的更快停止，從而得到對制動距離的范圍的確定。這里，在第一摩擦系數(shù)(與較短制動距離相關(guān)聯(lián))與第二摩擦系數(shù)(與較長制動距離相關(guān)聯(lián))之間可能幾乎不存在區(qū)別。或者，可以使用單個摩擦系數(shù)來確定制動距離的范圍或甚至單個制動距離。
[0049]當(dāng)基于不同減速速率確定制動距離的范圍時，制動距離顯示系統(tǒng)100的實施例可以被配置為考慮其他制動因素。在一些實施例中，可以基于特定制動因素的性質(zhì)將調(diào)整應(yīng)用于預(yù)定義減速速率。在其他實施例中，可以將多個不同減速速率存儲在性能表等等中所定義的數(shù)據(jù)庫等等中，所述性能表等等具體指定正常減速速率以及要被用于與制動因素中的一個或多個相關(guān)聯(lián)的不同操作狀況的其他減速速率。因此，然后，可以基于與飛機裝置202所遇到的當(dāng)前停止?fàn)顩r相關(guān)的那些制動因素來選擇最適用的減速速率。
[0050]例如，天氣狀況可能影響用于確定制動距離的范圍的減速速率。如果天氣狀況干燥，則在制動操縱期間存在較小的滑動可能性，這是由于摩擦系數(shù)相對較高。相應(yīng)地，與當(dāng)天氣狀況濕潤和/或冰冷時使用的減速速率相比，可以使用更高的減速速率來確定制動距離的范圍。
[0051]另一制動因素可以是環(huán)境(外部)溫度。在極高環(huán)境溫度期間，由于跑道的地表面上累積的油和其他物質(zhì)(從而展示出相對較低的摩擦系數(shù))，跑道道面可能變得相對滑。相應(yīng)地，與當(dāng)天氣狀況不是極熱時使用的減速速率相比，可以使用更低的減速速率來確定制動距離的范圍。
[0052]飛機裝置202的當(dāng)前重量可以是影響對制動距離的確定的因素。例如，與當(dāng)飛機裝置202載滿乘客、貨物和/或燃料時使用的減速速率相比，當(dāng)飛機裝置202空艙時可以使用更高的減速速率來確定制動距離的范圍。這里，當(dāng)飛機裝置202相對較重時，動量將更大，從而需要更大的制動距離。
[0053]機組人員發(fā)起制動操縱的反應(yīng)時間可以是影響對制動距離的確定的制動因素。例如，根據(jù)機組人員發(fā)起制動操縱的準備就緒狀態(tài)，機組人員的反應(yīng)時間可以不同(諸如，當(dāng)機組人員一直開到完全停止在航站樓登機口 204處時vs.當(dāng)機組人員在著陸之后或在起飛之前沿滑行道移動飛機裝置202時)。這里，與當(dāng)將很可能需要更大量的機組人員反應(yīng)時間時使用的減速速率相比，當(dāng)機組人員很可能快速發(fā)起制動操縱時可以使用更高的減速速率。[0054]其他制動因素可以包括操作情形的性質(zhì)(正常停止vs.緊急停止)。如上所述，可以假定減速速率在緊急停止操作情形期間比當(dāng)飛機裝置202進行正常制動操縱時更大。
[0055]另一制動因素可以是飛機裝置202控制的特定配置。這里，對于不同類型、構(gòu)成和/或模型的飛機而言，機組人員發(fā)起制動操縱所需的時間可以不同。例如，單引擎飛機的飛行員可能能夠比四引擎噴氣式飛機的機組人員更快速地執(zhí)行制動操縱。
[0056]圖3示意了在飛機裝置202靠近示例航站樓登機口 204時在顯示器124上呈現(xiàn)以指示針對該飛機裝置202而確定的制動距離302的示例圖形表示300。相應(yīng)地，顯示器124上的圖形圖標304的位置指示從飛機裝置202確定的制動距離，也被示作圖形圖標306。這里，與飛機裝置相對應(yīng)的圖形圖標306被表示為飛機裝置202的向前部分的輪廓。在一些實施例中，使用另一圖標來代替所示意的圖形圖標306，諸如標記、十字、圓圈等等。在其他實施例中，可選地，省略表示飛機裝置202的圖標。根據(jù)實施例，機組人員可以選擇將如何在顯示器124上指示飛機裝置202的位置。
[0057]這里，在該簡化假設(shè)示例中，可選地，在下述位置處示出所預(yù)期的制動點208:在該位置處，可以將行人通道210擴展至飛機裝置202的門，使得機組人員和任何乘客可以離開。所預(yù)期的制動點可以被包括在或可以不被包括在圖形表示300中。
[0058]實施例使用對飛機裝置202的機組人員來說可容易辨別的格式來呈現(xiàn)制動距離信息。在示例圖形表示300中，使用近似于飛機裝置202的向前部分的輪廓的圖標304來以圖形方式在顯示器124上表示制動距離。本文可以將圖標304可互換地稱作“安全鬼船”圖標。
[0059]如上所述，一些實施例可以被配置為與制動距離的指示同時將地圖信息呈現(xiàn)在顯示器124上。在該示例中，可以使用映射(mapping)數(shù)據(jù)來確定登機航站樓204的位置(以及可能地確定行人通道210的位置)。與登機航站樓204和行人通道210相對應(yīng)的圖標在顯示器124上的呈現(xiàn)還增強了機組人員認識到所呈現(xiàn)的安全鬼船圖標304的重要性的能力?？商鎿Q地或附加地，翼尖雷達傳感器142或其他地面對象傳感器可以檢測登機航站樓204和/或行人通道210，使得可以在顯示器124上呈現(xiàn)對應(yīng)圖標。
[0060]在該實施例中，安全鬼船圖標304被示作表示飛機裝置202的向前部分的輪廓的線。相應(yīng)地，如果發(fā)起制動操縱以停止飛機裝置202，則機組人員具有對飛機裝置202的前端突出部的位置和飛機裝置202的機翼的翼展的更好的認識，其中飛機裝置202的機翼的翼展指的是兩個機翼的長度以及機翼之間的飛機主體的寬度的和，換言之，機翼的翼展指的是翼尖之間的距離)。
[0061]在示例實施例中，可以使用所顯示的字母數(shù)字文本來以圖形方式指示(多個)所確定的制動距離302。例如，如果制動距離302被確定為35英尺，則可以在合適位置處在顯示器上呈現(xiàn)文本“制動距離為35英尺”。可替換地或附加地，可以使用合適的話音合成系統(tǒng)來以可聽方式將制動距離傳送至機組人員。如果在對制動距離302的確定中存在一定程度的不確定性，則還可以呈現(xiàn)制動距離302的范圍。可以經(jīng)由通過用戶界面104的輸入，手動地抑制文本信息的呈現(xiàn)。
[0062]在圖3中所示的該簡化假設(shè)示例中，機組人員直觀地理解尚不需要發(fā)起制動操縱，這是由于所呈現(xiàn)的安全鬼船圖標304的前端突出部尚未到達所預(yù)期的制動點208(其可以被呈現(xiàn)或可以不被呈現(xiàn)在顯示器124上)。這里，機組人員能夠直觀地理解他們何時必須發(fā)起制動操縱，以停止在所預(yù)期的制動點208處或其附近。
[0063]此外，假定飛機裝置202的當(dāng)前地速相對較低(鑒于飛機裝置202正在靠近登機航站樓204)，那么不確定性的程度相對較小。如上所述，一些實施例將制動距離302確定為制動距離的范圍。制動距離的范圍基于飛機裝置202的當(dāng)前地速以及可基于相關(guān)制動因素而變化的一個或多個減速速率。即，由于當(dāng)前地速的值相對較小，因此使用第一減速速率而確定的第一制動距離與使用第二減速速率確定的第二制動距離之間的區(qū)別將相對較小。
[0064]在示例實施例中,可以將安全鬼船圖標304的“厚度”與使用第一減速速率和第二減速速率而確定的制動距離的范圍進行相關(guān)。即，最短制動距離與最長制動距離之間的距離由圖形圖標304的厚度尺寸表示。這里，由于飛機裝置202的當(dāng)前地速相對較慢，因此這兩個制動距離之間的區(qū)別相對較低，如圖3中所示的所指示的置信水平(CL)306所表示的。因此，安全鬼船圖標304的厚度相對較小，從而指示制動距離的相對較小的范圍。
[0065]相比之下，圖4示意了在飛機裝置202沿跑道等滑行時在顯示器124上呈現(xiàn)以指示為該飛機裝置202而確定的制動距離402的另一示例圖形表示400。顯示器上的圖形圖標404的位置指示從飛機裝置202確定的制動距離。應(yīng)當(dāng)意識到，飛機裝置202的當(dāng)前地速大于圖3中表示的當(dāng)前地速。即，飛機裝置202在沿跑道滑行時很可能以比其靠近圖3中所示的登機航站樓204時的速度更高的速度行進。
[0066]由于飛機裝置202在沿跑道滑行時的當(dāng)前地速相對較高，因此制動距離402將相對較長。例如，制動距離402大于圖3中所示的制動距離302。
[0067]此外，由于當(dāng)前地速相對較高，因此在使用第一減速速率和第二減速速率(它們因為所考慮的制動因素而不同)對制動距離的計算中存在顯著程度的不確定性。通過所呈現(xiàn)的安全鬼船圖標406的相對厚度，以圖形方式將確定性水平(CL) 404中的這種相對較寬的差異指示給機組人員。這里，所呈現(xiàn)的安全鬼船圖標406基本上比圖3的所呈現(xiàn)的安全鬼船圖標304更厚(這是由于飛機裝置202的當(dāng)前地速較慢，原因在于當(dāng)前地速正在靠近登機航站樓204)。
[0068]如本文所述，飛機裝置202的一些實施例可以具有一個或多個地面對象傳感器116和/或HMI系統(tǒng)。在圖4中所示的簡化示例中，圖標408與所檢測到的地面對象相對應(yīng)。這里，在檢測到地面對象時，可以確定地面對象離飛機裝置202的位置和范圍，并且，可以生成圖標408并且然后將圖標408包括在顯示器124上。由于該圖標的相對位置指示了離地面對象和飛機裝置202的距離，并且由于安全鬼船圖標406指示了飛機裝置202的可能停止位置的范圍，因此機組人員可以更好地認識到所檢測到的地面對象向飛機裝置202呈現(xiàn)的碰撞的風(fēng)險。
[0069]各個實施例可以使用任何合適的圖形表示。圖5示意了可替換圖形表示500，該可替換圖形表示500示意了所確定的制動距離。直線502指示在所確定的制動距離處的飛機裝置202的前端突出部的所確定的位置。V形圖案504指示飛機裝置202的機翼的定向和翼展的一般近似。
[0070]圖6示意了可替換圖形表示600，該可替換圖形表示600示意了當(dāng)在制動距離的計算中存在相對較高程度的不確定性時所確定的制動距離。直線602指示在所確定的制動距離處的飛機裝置202的前端突出部的所確定的位置。V形圖案604指示第一制動距離處的飛機裝置202的機翼的定向和翼展的一般近似。V形圖案606指示第二制動距離處的飛機裝置202的機翼的定向和翼展的一般近似。因此，圖形表示600上的兩個V形圖案604、606的呈現(xiàn)位置之間的區(qū)別在視覺上向機組人員指示這兩個制動距離之間的區(qū)別。
[0071]顯示器124 (圖1)可以是可用于查看所呈現(xiàn)的制動距離信息的任何合適設(shè)備。在示例實施例中，顯示器124是主飛行顯示器(PFD)?？商鎿Q地或附加地，顯示器124可以被結(jié)合到電子飛行包(EFB)或其他便攜式顯示設(shè)備中。
[0072]用于確定制動距離和制動距離的范圍的信息可以由各種感測設(shè)備(諸如圖1中所示的那些)自動地提供?？商鎿Q地或附加地，信息可以由機組人員手動地輸入。例如但不限于:機組成員可以經(jīng)由EFB的用戶界面104來手動地輸入當(dāng)前地速。作為另一示例，機組人員可以手動地指定制動因素中的一個或多個，諸如但不限于天氣相關(guān)制動因素，諸如冰、雪、降水和/或環(huán)境溫度。
[0073]在各個實施例中，可以使用所呈現(xiàn)的制動距離圖標的屬性來指示與所確定的制動距離的性質(zhì)相關(guān)的補充信息。在示例實施例中，可以調(diào)整所呈現(xiàn)的制動距離圖標的照明強度，以指示重要性的特性或程度。例如，較高照明強度可以指示所確定的制動距離中的較高程度的不確定性。這里，可以使用較高照明強度來代替或補充為了指示這兩個所確定的制動距離之間的不確定性和/或區(qū)別而對所呈現(xiàn)的安全鬼船圖標的不同厚度的使用。
[0074]可以使用所呈現(xiàn)的制動距離圖標的顏色來向飛機裝置202的機組人員指示各種操作情形。例如，綠色的所呈現(xiàn)的制動距離圖標可以指示安全和/或正常操作狀況。黃色的所呈現(xiàn)的制動距離圖標可以用于向飛機裝置202的機組人員指示各種謹慎情形。紅色的所呈現(xiàn)的制動距離圖標可以用于向飛機裝置202的機組人員指示各種警告和/或危險情形。還可以使用閃光、閃爍、改變照明強度等來向飛機裝置202的機組人員指示不同或改變的操作情形。
【權(quán)利要求】
1.一種被配置成將制動距離信息呈現(xiàn)給飛機裝置的機組人員的方法，所述方法包括: 針對所述飛機裝置的制動操縱確定制動距離，其中，所述制動距離基于該飛機的當(dāng)前地速；以及 生成在顯示器上呈現(xiàn)的圖形表示，其中，所述圖形表示上的圖形圖標的位置指示從所述飛機裝置確定的制動距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定所述制動距離包括: 基于至少一個制動因素來確定最長制動距離；以及 基于所述至少一個制動因素來確定最短制動距離， 其中，在所述顯示器上呈現(xiàn)的所生成的圖形表示指示所述最短制動距離和所述最長制動距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述最短制動距離與所述最長制動距離之間的距離由所述圖形圖標的厚度尺寸表示，以及其中，所述圖形圖標的厚度尺寸與所述最短制動距離和所述最長制動距離的確定中的置信水平相對應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，用于指示所確定的制動距離的在所述顯示器上呈現(xiàn)的所生成的圖形圖標被表示為所述飛機裝置的向前部分的輪廓，以及其中，所生成的圖形圖標的寬度與所述飛機裝置的機翼的翼展相對應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定制動距離包括: 針對與所述制動操縱相關(guān)聯(lián)的飛機裝置預(yù)先定義減速速率，其中，所述減速速率用于確定制動距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括: 將所述減速速率調(diào)整為基于與最短制動距離相關(guān)聯(lián)的制動因素的第一減速速率； 基于所述第一減速速率來確定所述最短制動距離； 將所述減速速率調(diào)整為基于與最長制動距離相關(guān)聯(lián)的制動因素的第二減速速率；以及 基于所述第二減速速率來確定所述最長制動距離， 其中，在所述顯示器上呈現(xiàn)的所生成的圖形表示指示所述最短制動距離和所述最長制動距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括: 基于針對第一狀況的制動因素來降低所述減速速率，其中，所述制動因素是所述飛機裝置在其上移動的地表面上的天氣狀況，以及其中，所述第一狀況與所述地表面上的水和冰之一相對應(yīng)；以及 基于針對第二狀況的制動因素來提高所述減速速率，其中，所述第二狀況與使所述飛機裝置向完全停止的快速減速成為必要的緊急情況相對應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 使用翼尖雷達傳感器來檢測所述飛機裝置附近的地面對象； 基于來自所述翼尖傳感器的雷達信息來確定所述地面對象相對于所述飛機裝置的位置的位置， 其中，在所述顯示器上呈現(xiàn)的所生成的圖形表示利用地面對象圖標來指示所述地面對象，以及 其中，所述顯示器上所呈現(xiàn)的所述地面對象圖標的位置與所述地面對象相對于所述飛機裝置的位置而確定的位置相對應(yīng)。
9.一種飛機裝置上的制動距離顯示系統(tǒng)，包括: 處理系統(tǒng)，其被配置為: 針對所述飛機裝置的制動操縱確定制動距離，其中，所述制動距離基于該飛機的當(dāng)前地速；以及 生成圖形表示，其中，所述圖形表示上的圖形圖標的位置指示從所述飛機裝置確定的制動距離；以及 顯示器，其以通信方式耦合至所述處理系統(tǒng)，其中，所述顯示器被配置為呈現(xiàn)由所述處理系統(tǒng)生成的圖形表示。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，還包括: 至少一個地面對象傳感器，其被配置為檢測地面對象， 其中，所述地面對象相對于所述飛機裝置的位置由所述處理系統(tǒng)確定， 其中，在所述顯示器上呈現(xiàn)的所生成的圖形表示利用地面對象圖標來指示所述地面對象，以及 其中，所述顯示器上所呈現(xiàn)的所述地面對象圖標的位置與所述地面對象相對于所述飛機裝置的位置而確定的位置相對應(yīng)。
【文檔編號】G06F3/14GK103455296SQ201310206357
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月30日
【發(fā)明者】P.科爾凱爾克, J.瓦塞克, T.斯沃博達, O.奧洛芬博巴, J-L.德魯尼奧 申請人:霍尼韋爾國際公司