(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機が、ＧＰＳ位置座標で表される標的空間位置でホバリングできるようにする航空機ホバリングシステムであって、表示をレンダリングする表示手段を含み、前記航空機ホバリングシステムは、
（ａ）空中航空機の下の地形のライブビデオフィードと、
（ｂ）前記地形に対する前記航空機の現在位置を表す、前記ビデオフィードに重ねられる第１の印と、
（ｃ）前記第１の印を囲む周界であって、前記周界内の前記地形の部分は、前記周界外部の前記地形と比較して拡大される、周界と、
を備え、
前記システムは、前記航空機が標的空間位置に達するにつれて、前記表示上の前記第１の印と第２の印との距離が、前記第１及び第２の印が所定の許容差内で一致するまで低減するように構成され、前記第２の印は前記標的空間位置を表す、ホバリングシステム。
【請求項２】
前記表示は、前記航空機の前記現在高度を表す現在ポインタと、前記航空機の標的高度を表す標的ポインタとを表示する高度インジケータセクションをさらに含み、したがって、前記現在ポインタと前記標的ポインタとの距離は、前記航空機が前記現在高度から前記標的高度に達するにつれて低減するように構成される、請求項１に記載のホバリングシステム。
【請求項３】
前記航空機が前記標的空間位置に近づくにつれて、聴覚警告を伝える手段をさらに備える、請求項１に記載のホバリングシステム。
【請求項４】
前記聴覚警告は成功警告をさらに含み、前記成功警告は、前記第１及び第２の印が所定の許容差内で一致する場合に伝えられる、請求項３に記載のホバリングシステム。
【請求項５】
前記聴覚警告は逸脱警告をさらに含み、前記逸脱警告は、前記航空機が、前記標的空間位置に達した上で、前記標的空間位置から閾値を超える量だけ離れる場合に伝えられる、請求項３に記載のホバリングシステム。
【請求項６】
前記表示上での前記第２の印の可視性は随時、前記第１の印と前記第２の印との距離、前記地形の設定倍率の程度、及び前記表示手段の仕様に依存する、請求項１に記載のホバリングシステム。
【請求項７】
前記表示手段は表示画面を含む、請求項１に記載のホバリングシステム。
【請求項８】
前記第１の印は中央に固定して配置される、請求項１に記載のホバリングシステム。
【請求項９】
前記周界外部の前記地形エリアの倍率は調整可能である、請求項１に記載のホバリングシステム。
【請求項１０】
前記ライブフィードのデータを受信するための全地球測位システム信号の入力をさらに備える、請求項１に記載のホバリングシステム。
【請求項１１】
ＧＰＳ位置座標セットを含む標的空間位置が入力されるユーザインタフェースをさらに備える、請求項１に記載のホバリングシステム。
【請求項１２】
前記周界内の前記地形の倍率は、前記航空機が前記標的空間位置に達するにつれて増大するように構成される、請求項１に記載のホバリングシステム。
【請求項１３】
任意の空間位置で起動されると、前記空間位置を標的空間位置として入力させるようなマーカ手段をさらに備える、請求項１に記載のホバリングシステム。
【請求項１４】
前記マーカ手段はボタンを含む、請求項１３に記載のホバリングシステム。
【請求項１５】
前記第１及び第２の印のそれぞれは十字線を含む、請求項１に記載のホバリングシステム。
【請求項１６】
前記周界は矩形である、請求項１に記載のホバリングシステム。
【請求項１７】
前記航空機は垂直離着陸（ＶＴＯＬ）航空機を含む、請求項１に記載のホバリングシステム。
【請求項１８】
前記ＶＴＯＬ航空機はヘリコプタを含む、請求項１７に記載のホバリングシステム。
【請求項１９】
航空機が、全地球測位システム（ＧＰＳ）位置座標で表される標的空間位置でホバリングできるようにする航空機ホバリングシステムであって、対地衝突警報装置と併せて使用され、表示をレンダリングする表示画面を含み、前記航空機ホバリングシステムは、
（ａ）空中航空機の下の地形のライブビデオフィードであって、前記ライブフィードのカバレッジ範囲は、表示手段の仕様及び前記地形の倍率の程度によって決まり、前記ライブフィードは前記ＧＰＳから受信される、ライブビデオフィードと、
（ｂ）前記ビデオフィードに重ねられる中央に固定して配置される第１の印であって、前記第１の印は、前記ＧＰＳにより特定される前記地形に対する前記航空機の現在位置を表す、第１の印と、
（ｃ）前記第１の印を囲む周界であって、前記周界内の前記地形は随時、前記周界外部の前記地形と比較して拡大される、周界と、
を備え、
前記システムは、前記航空機が標的空間位置に達するにつれて、前記第１の印と、前記標的空間位置を表す第２の印との距離が、前記第１及び第２の印が所定の許容差内で一致するまで低減するように構成される、システム。
【請求項２０】
航空機を、位置座標で表される標的空間位置でホバリングできるようにする方法であって、
ａ．空中航空機の下の地形のライブビデオフィードを受信すること、
ｂ．前記地形に対する前記航空機の現在位置を表す、前記ビデオフィードに重ねられる第１の印を表示すること、
ｃ．前記第１の印を囲む周界を表示することであって、前記周界内の前記地形の部分は、前記周界外部の前記地形と比較して実質的に拡大される、前記周界を表示すること、
ｄ．前記航空機と標的空間位置との距離が低減するにつれて、前記表示上の前記第１の印と前記第２の印との距離を、前記第１及び第２の印が所定の許容差内で一致するまで低減させるように前記ライブビデオフィードを変更することであって、前記第２の印は前記標的空間位置を表す、変更すること、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、本願の譲受人により所有される「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＨＯＶＥＲＩＮＧ」という名称の２０１０年７月２日に出願された米国仮特許出願第６１／３６０，９５９号の優先権の利益を主張するものであり、この仮特許出願を参照により本明細書に援用する。
【０００２】
本発明は、全地球測位システム（ＧＰＳ）、航空機に利用される対地衝突警告装置（ＴＡＷＳ）、航空機に利用される様々なインジケータシステムに関し、より詳細には、航空機の乗組員が航空機を標的空間位置でホバリングできるようにする航空機ホバリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
消火活動、救助活動、軍事活動等に配備される垂直離着陸（ＶＯＴＬ）航空機は、時には、特定の戦略的空間位置で繰り返しホバリングすることが要求される。消火活動に配備される航空機は、割り当てられた活動を効率的に実行するために、２回以上にわたって特定の空間位置に戻る必要があるため、これは、消火活動の場合に一層当てはまる。航空機に設置された対地衝突装置及び高度計は、標的空間位置がどこにあるかを乗組員が大まかに確認するのに役立つが、この目的専用のシステムは当分野ではまだ知られていない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施形態によるシステム及び方法は、航空機が標的空間位置でホバリングできるようにする方法を提供する。インジケータシステムは表示画面を含み、表示画面に、空中航空機の下の地形のライブビデオフィードがレンダリングされる。ライブビデオフィードは、カメラビューを含んでもよく、又は地形データ及びＧＰＳデータを使用して生成されるアニメーションであってもよい。他の種類のビデオフィードも理解される。表示は、それぞれが地形のライブビデオフィードに重ねられた地形に対する空中航空機の位置及び地形に対する標的空間位置を表す第１及び第２の印をさらに含む。航空機が標的空間位置に近づくと、第１の印と第２の印との距離が、例えば徐々に縮まり、航空機が標的空間位置にある場合、第１の印及び第２の印は、例えば、＋／−０〜１０％、例えば、３〜５％等の所定の許容差内で略一致する。標的空間位置は、標的空間位置に関するＧＰＳ位置座標を、航空機ホバリングシステムに統合されたユーザインタフェースに入力することにより、航空機ホバリングシステムに登録される。
【０００５】
一態様では、本発明は、航空機が、ＧＰＳ位置座標で表される標的空間位置でホバリングできるようにする航空機ホバリングシステムを目的とし、このホバリングシステムは、（ａ）空中航空機の下の地形のライブビデオフィード、（ｂ）ビデオフィードに重ねられる、地形に対する航空機の現在位置を表す第１の印、（ｃ）第１の印を囲む周界であって、周界内の地形の部分は、周界外部の地形と比較して拡大される、周界を含む表示をレンダリングする表示メニューを含む。システムは、航空機が標的空間位置に達すると、表示上の第１の印と第２の印との距離が、所定の許容差内で一致するように構成され、第２の印は標的空間位置を表す。
【０００６】
本発明の実施態様は、以下のうちの１つ又は複数を含み得る。表示は、航空機の現在高度を表す現在ポインタ及び航空機の標的高度を表す標的ポインタを表示する高度インジケータセクションをさらに含み得る。現在ポインタと標的ポインタとの距離は、航空機が現在高度から標的高度に到着すると低減するように構成し得る。
【０００７】
システムは、航空機が標的空間位置に近づくと聴覚警告を伝える手段をさらに含み得る。聴覚警告は成功警告を含み得、成功警告は、第１の印及び第２の印が所定の許容差内で一致する場合に伝えられる。聴覚警告は逸脱警告をさらに含み得、逸脱警告は、航空機が、標的空間位置に到着した上で、標的空間位置から閾値を超えて離れる場合に伝えられる。表示上での第２の印の可視性は随時、第１の印と第２の印との距離、設定される地形の倍率の程度、及び表示メニューの仕様に依存する。表示手段は表示画面を含み得る。第１の印は、固定して中心に配置し得る。周界外部の地形エリアの倍率は調整可能であり得る。システムは、ライブフィードのデータを受信するための全地球測位システム信号の入力をさらに備え得る。システムはユーザインタフェースをさらに備え得、ユーザインタフェースに、ＧＰＳ位置座標セットを含む標的空間位置が入力される。周界内の地形の倍率は、航空機が標的空間位置に近づくにつれて増大するように構成し得る。システムは、ボタン等のマーカ手段をさらに含み得、任意の空間位置でのマーカメニューの起動により、その空間位置を標的空間位置として入力させる。第１及び第２の印のそれぞれは十字線を含み得る。周界は矩形であり得る。航空機は、ヘリコプタ等の垂直離着陸（ＶＴＯＬ）航空機を含み得る。
【０００８】
別の実施態様では、本発明は、航空機が、全地球測位システム（ＧＰＳ）位置座標で表される標的空間位置でホバリングできるようにする航空機ホバリングシステムに向けられ、ホバリングシステムは、対地衝突警告装置と併せて使用され、ホバリングシステムは、表示をレンダリングする表示画面を含む。システムは、（ａ）空中航空機の下の地形のライブビデオフィードであって、ライブフィードのカバレッジ範囲は、表示メニューの仕様及び地形の倍率の程度によって決まり、ライブフィードはＧＰＳから受信される、空中航空機の下の地形のライブビデオフィード、（ｂ）ビデオフィードに重ねられる、中央に配置される第１の印であって、ＧＰＳにより特定される地形に対する航空機の現在位置を表す、第１の印、及び（ｃ）第１の印を囲む周界であって、周界内の地形は随時、周界外部の地形と比較して拡大される、周界を含み得、システムは、航空機が標的空間位置に近づくにつれて、第１の印及び第２の印が所定の許容差内で一致するまで、第１の印と、標的空間位置を表す第２の印との距離が低減するように構成される。
【０００９】
さらなる実施態様では、本発明は、航空機を、位置座標で表される標的空間位置でホバリングできるようにする方法を目的とし、この方法は、空中航空機の下のライブビデオフィードを受信すること、ビデオフィードに重ねて第１の印を表示することであって、第１の印は地形に対する航空機の現在位置を表す、第１の印を表示すること、及び第１の印を囲む円周を表示することであって、周界内の地形の部分は、周界外部の地形と比較して実質的に拡大される、周界を表示することを含む。航空機と標的空間位置との距離が低減するにつれて、ライブビデオフィードは、表示上の第１の印と第２の印との距離が、第１の印及び第２の印が所定の許容差内で一致するまで低減されるように変更され、第２の印は標的空間位置を表す。
【００１０】
本明細書における実施形態の目的及び利点は、添付図面と併せて解釈される以下の詳細な説明から容易に明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】地形に対する第１の印及び第２の印が離れている航空機ホバリングシステムの表示を示す。
【図２】地形に対する第１及び第２の印が一致する航空機ホバリングシステムの表示を示す。
【図３】航空機ホバリングシステムを構成し得る例示的な計算装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の詳細な説明では、本明細書の一部をなす添付図面を参照し、添付図面には、実施し得る特定の実施形態が例示として示される。これらの実施形態は、当業者が実施形態を実施できるようにするのに十分に詳細に説明され、実施形態の範囲から逸脱せずに、論理的、機械的、及び他の変更を行い得ることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、限定の意味で解釈されるべきではない。
【００１３】
本発明の実施形態によるシステム及び方法は、航空機が、全地球測位システム（ＧＰＳ）位置座標で表される標的空間位置でホバリングできるようにする方法を提供する。航空機ホバリングシステムは、独立したシステムであってもよく、又は通常はＧＰＳに結合される対地衝突警告装置（ＴＡＷＳ）の拡張であってもよい。システム及び方法は、特に垂直離着陸（ＶＯＴＬ）航空機に適用可能であり得、さらにより詳細には、上述したように、航空機が戦略的理由で特定の空間位置でホバリングすることが要求される救助活動、軍事活動、消火活動等に配備されるヘリコプタに適用可能である。
【００１４】
航空機ホバリングシステムは、当分野で既知の任意の適した解像度及び寸法の表示画面を含み得る。一実施形態では、ＴＡＷＳの表示画面が、航空機ホバリングシステムの表示手段として使用されて、航空機内にすでに利用されている機器をより効率的に使用する。図１を参照すると、表示画面によりレンダリングされる表示１０は、空中航空機の下の地形１２のライブビデオフィードを含む。航空機ホバリングシステムは、随時、航空機乗組員の裁量で地形１２のライブビデオフィードを拡大又は縮小できるように構成し得る。例えば、十字線等を含む中央に配置される第１の印１４がビデオフィードに重ねられ、第１の印１４は、地形１２に対する空中航空機の現在位置を表す。航空機ホバリングシステムは、第１の印１４が固定して配置される一方で、地形１２のライブビデオフィードが航空機のコースの影響を受けるように構成し得る。例えば、矩形を有する周界１６が第１の印１４を囲い、周界１６は、内部の地形１２の部分が任意所与の時点でより高い倍率レベルであるようなものであり得る。当業者は理解できるように、データ、例えば、ライブビデオフィード及び航空機の相対位置は、ＧＰＳにより受信し、ＴＡＷＳ又は他のシステムに渡し得る。
【００１５】
航空機ホバリングシステムは、標的空間位置に関する入力詳細が入力され、受信されるユーザインタフェースをさらに含み得る。より詳細には、ユーザインタフェースは、１つ又は複数の標的空間位置に関するＧＰＳ位置座標を入力するか、又は入力させる（例えば、別のソースから）データ入力フィールドを含み得る。マーカキー又はボタンの形態の別の入力選択肢を航空機ホバーシステムにより提供し得る。マーカキー又はボタンが任意の空間位置に配備される場合、それらを標的空間位置、例えば、補助標的として登録し得る。詳細が入力されると、標的空間位置を表す第２の印１８に、図１に示される地形１２のライブビデオフィードが関連付けられる。第２の印１８は、十字線との形態であってもよい。表示１０上の第２の印１８の可視性は、航空機の現在位置と標的空間位置との距離、表示画面の仕様又は制限、及び地形１２の設定倍率に依存する。第１及び第２の印１４及び１８は、識別をより容易にするために、異なる色であり得る。航空機が標的空間位置に近づくにつれて、第２の印は、固定された第１の印に相対的に近づいて見える。航空機が標的空間位置の上にある場合、印は略一致するか、又は０〜１０％、３〜７％、４〜６％、又は５％等の所定の許容差内で一致し得る。状況に応じて他の許容差を利用してもよい。
【００１６】
なお図１を参照すると、表示１０は、高度尺度２０、航空機の現在高度を指す現在高度ポインタ２２、及び標的高度を指す標的高度ポインタ２４を含む高度セクションを含むこともできる。当分野で既知のすべての様々な種類の高度、例えば、レーダ、気圧、ＧＰＳ等のうち、気圧高度が一般に、平らではない地形の勾配により生じる潜在的な問題を回避するため、気圧高度を特に利用し得る。理解できるように、現在高度及び標的高度は高度計から得ることができ、高度計は任意の航空機の一般的な特徴である。一実施形態では、標的高度に関する詳細がユーザインタフェースに入力される。現在高度ポインタ２２及び標的高度ポインタ２４は、識別をより容易にするために、異なる色及びサイズであり得る。
【００１７】
図１及び図２を参照すると、航空機が標的空間位置に近づくにつれて、第１の印１４と第２の印１８との距離は、最終的に一致するまで徐々に低減する。また、同様に、航空機が現在高度から標的高度に達すると、現在高度ポインタ２２と標的高度ポインタ２４との距離が低減され、ポインタ２２及び２４は最終的には一致し、これは、所定の許容差、例えば、０〜１０％、例えば、３〜７％、４〜６％、５％等内であってもよい。周界１６内の拡大の程度は、航空機のパイロットがその時点で自分で地形１２を拡大する必要なく、微調整を行うことができる程度である。一実施形態では、航空機ホバリングシステムは、航空機が標的位置に近づくにつれて、周界１６内の地形１２の拡大の程度が徐々に増大するように構成される。
【００１８】
航空機ホバリングシステムは、特定のイベントで聴覚警告を航空機の乗組員に伝える手段をさらに含み得る。例えば、航空機が標的空間位置から所定の距離にある場合、警告を発し得る。別の例では、航空機が標的高度に達した場合、警告を発し得る。さらに別の例では、標的空間位置に達した上で、航空機が標的空間位置から、例えば、必要とされる精度レベルに応じて、閾値、例えば、１％、３％、５％、１０％を超える量だけ離れた場合、逸脱警告を発し得る。他の値も理解される。航空機が周界１６から離れた場合、さらに別の警告を発し得る。当業者は理解できるように、これらの警告は、スピーカ、ヘッドフォン等の適したハードウェアを通して伝え得る。
【００１９】
図３は、航空機ホバリングシステムを構成し得、記載の方法を実行し得る例示的な計算装置２６の別の図を示す。装置２６は、プロセッサ２８及びメモリ３０を含み、メモリ３０は、標的空間位置に関する詳細を入力するユーザインタフェースを提供可能なコンピュータ可読命令を有し、表示は、標的空間位置に関するＧＰＳ位置座標を含み得る。詳細は任意選択的に、標的高度に関する詳細を含み得る。メモリは、別個のセンサからのそのような位置データ若しくは高度データを受け入れてもよく、又はそのような位置データ若しくは高度データをユーザが手動で入力してもよい。上述したメモリ３０への代替として、装置２６は、航空機の動作の過程中、任意所与の時点で標的空間位置として空間位置を登録可能なコンピュータ可読命令を有するメモリ３２をさらに含む。同様に、コンピュータ可読命令は、任意所与の時点で、標的高度として高度を登録可能でもあり得る。
【００２０】
なお図３を参照すると、装置２６は、空中航空機の下の地形のライブビデオフィードを受信して表示することが可能なコンピュータ可読命令を有するメモリ３４をさらに含み得る。装置２６は、地形に対する航空機の現在空間位置及び標的空間位置を受信して表示可能なコンピュータ可読命令を有するメモリ３６をさらに含み得る。装置２６は、複数の所定のイベントで聴覚警告を伝えることが可能なコンピュータ可読命令を有するメモリ３８をさらに含み得る。他のメモリも、本明細書に記される他のステップの実行に使用可能なことが理解される。
【００２１】
航空機ホバリングシステムは、任意の数の計算装置で完全に実施し得る。通常、命令は、一般には非一過性のコンピュータ可読媒体にレイアウトされ、これらの命令は、計算装置内のプロセッサが航空機ホバリングシステムの方法を実施できるようにするのに十分である。コンピュータ可読媒体は、実行されると、ランダムアクセスメモリにロードされる命令を有するハードドライブ又は固体状態記憶装置であり得る。例えば、センサ又はユーザからの航空機ホバリングシステムへの入力は、任意の数の適切なコンピュータ入力装置により行い得る。例えば、ユーザは、キーボード、マウス、タッチスクリーン、ジョイスティック、トラックパッド、又は任意の他のそのようなコンピュータ入力装置を利用して、データをホバリングシステムに入力し得る。センサは、任意の種類の高度計又は任意の種類のナビゲーション装置を含み得る。データは、挿入されたメモリチップ、ハードドライブ、フラッシュドライブ、光学媒体、磁気媒体、又は任意の他の種類のファイル記憶媒体により入力してもよい。
【００２２】
出力は、ビデオグラフィックスカード又は例えば、航空電子工学ディスプレイ上のディスプレイに結合された統合グラフィックスチップセットによりユーザに伝達し得る。或いは、プリンタを利用して、結果のハードコピーを出力し得る。例えば、出力は、メモリチップ、ハードドライブ、フラッシュドライブ、フラッシュメモリ、光学媒体、磁気媒体、又は任意の他の種類の出力装置に記憶し得る。本発明を任意の数の異なる種類の計算装置、例えば、航空電子工学装置、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノート型コンピュータ、ネットブックコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、個人情報端末、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ、及び特にこれらの目的に向けて設計された装置で実施し得ることにも留意されたい。一実施態様では、スマートフォン又はＷｉ−Ｆｉに接続された装置のユーザは、無線インターネット接続を使用して、アプリケーションのコピーをサーバから自分の装置にダウンロードし得る。アプリケーションは、モバイル接続、Ｗｉ−Ｆｉ、又は他の無線ネットワーク接続を介してダウンロードし得る。
【００２３】
特定の実施形態の上記説明は、全体的な概念から逸脱せずに、現在の知識を適用することにより、そのような実施形態を容易に変更し、且つ／又は様々な用途に向けて構成することができる本明細書での実施形態の一般性質を完全に明らかにし、したがって、そのような適合及び変更が、開示される実施形態の均等物の意味及び範囲内であるべきであり、そのような意味及び範囲内に含まれることが意図される。本明細書に利用される表現及び用語が限定ではなく説明のためのものであることを理解されたい。したがって、本明細書での実施形態は好ましい実施形態に関して説明されるが、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲内の変更を行って本明細書での実施形態を実施可能なことを当業者は認識しよう。
【図１】
0005504403.tif 000002
【図２】
0005504403.tif 000003
【図３】
0005504403.tif 000004