(57)【要約】垂直図ディスプレイ上で航跡図モードに自動的に切り替えるためのシステムおよび方法。システムはフライトプランの航程に対して航空機位置を決定し、ディスプレイモードが平面図モードである場合、かつ決定された相対位置が閾値距離よりも大きい場合、航法垂直ディスプレイのディスプレイモードを航跡図モードに切り替える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フライトプランの航程に関して航空機位置を決定するステップと、
ディスプレイモードが平面図モードである場合、かつ前記決定された相対位置が第１の閾値距離よりも大きい場合、航法ディスプレイの前記ディスプレイモードを航跡図モードに切り替えるステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記表示モードは前記航跡図モードに切り替えられる場合、警報信号を生成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記事前定義された閾値は前記航空機のフライトモードに基づいている、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記相対的位置はクロス航跡距離である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記フライトプランの前記航程に対する航空機位置は、航空機速度、航跡、および事前定義された量の時間に基づいてダウン航跡幅を決定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
切り替えるステップは、前記航空機が前記フライトプランの前記現在の航程から逸脱しつつあると決定され、かつ前記ダウン航跡幅が第２の閾値距離よりも大きい場合、切り替えるステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の閾値距離と前記第２の閾値距離が等しい、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
航空機の位置、方向、および速度を決定するように構成された１つまたは複数の構成要素と、
平面図モードおよび航跡図モードで表示するように構成された航法ディスプレイと、
前記航法ディスプレイ構成要素に結合され、フライトプランの航程に関して航空機位置を決定するように構成され、ディスプレイモードが前記平面図モードである場合、かつ前記決定された相対位置が第１の閾値距離よりも大きい場合、前記航法ディスプレイの前記ディスプレイモードを前記航跡図モードに切り替えるプロセッサと、
を備える航空機航法ディスプレイシステム。
【請求項９】
前記表示モードは前記航跡図モードに切り替えられる場合、前記プロセッサは警報信号を生成する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記事前定義された閾値が前記航空機のフライトのモードに基づいている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記相対位置はクロス航跡距離である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記プロセッサは、航空機の速度、航跡、および事前定義された量の時間に基づいてダウン航跡幅を決定する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
前記航空機は前記フライトプランの前記現在の航程から逸脱しつつあると決定され、かつ前記ダウン航跡幅が第２の閾値距離よりも大きい場合、前記プロセッサが前記航跡図モードに切り替える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１の閾値距離と前記第２の閾値距離は等しい、請求項１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
多くの航空機はいくつかの航法ディスプレイ、特に平面図ディスプレイおよび垂直図ディスプレイを含む。平面図ディスプレイは、地形データ、気象データ、トラフィックデータ、航法データなどの様々な情報を表示することができる航法地図のトップダウン図である。垂直図ディスプレイは、航空機が現在どこに針路を向けているか、または航空機のフライトプランの前進方向に何が予想されるかの側面図を示す。
【０００２】
一般のフライトにおいて、航空機搭乗員は、フライトプランの次の１航程または複数の航程で出会うことになるものの全体像を得るために垂直図ディスプレイのモードを選択する。しかし、航空機がフライトプランから外れつつある場合、垂直図ディスプレイに表示される情報は航空機の現在の航跡の前進方向にある障害を示すことができない。航空機搭乗員が注意深い場合、そのような状況で垂直図ディスプレイの航跡図モードに切り替えるであろう。しかし、これは必ずしも行われない可能性がある。したがって、垂直図ディスプレイのフライトプラン垂直図モードから航跡図モードに自動的に切り替える切替えデバイスが必要である。
【０００３】
この問題を解決する１つの試みは、航空機の角度航跡とフライトプランの航程の方向との間の角度自差にのみ基づいて自動切替えを行なうことであった。しかし、自差は閾値限界よりも大きいが、航空機が現行の航跡上にあるかまたはそれに非常に近い場合、不必要な自動切替えが行われることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、垂直図ディスプレイのフライト平面図モードから航跡図モードにより知的に切り替える方法およびシステムが必要である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本発明の好ましい実施形態および代替の実施形態が以降の図面を参照しながら以下で詳細に説明される。
図１は、航空機２０に搭載された例示的システム１８のブロック図を示す。システム１８は本発明の実施形態を示す。例示的システム１８は、１つまたは複数のセンサ２８およびディスプレイデバイス３０に結合された、フライト管理システム（ＦＭＳ）などの処理デバイス２６を含む。ディスプレイデバイス３０は少なくとも垂直図ディスプレイ３８を含む。ディスプレイデバイス３０は平面図ディスプレイ３６を含むこともできる。
【０００６】
処理デバイス２６はセンサ２８からの位置および航跡のデータなどの様々なデータを受け取る。センサ２８は全地球測位システム（ＧＰＳ）、慣性基準装置（ＩＲＳ）、または他の位置決定デバイスを含むことができる。デバイス２６は、フライトプランの航程用の針路および幾何学情報を含む航空機フライトプランなどのフライトデータ情報を記憶するメモリ４０にリンクすることもできる。デバイス２６は、メモリ４０に記憶された情報およびセンサ２８からの情報を処理して、平面図ディスプレイ３６および／または垂直図ディスプレイ３８のいずれかに表示されるべき画像を生成する。デバイス２６は警報デバイス４２と通信し、垂直図ディスプレイ３８に示された画像が切り替わったことを航空機搭乗員に警報することもできる。警報デバイス４２は、視覚または音声の警報デバイス（例えばアイコン、光、スピーカなど）とすることができ、または航空機２０の操縦室内で使用されるディスプレイ３６、３８もしくは他の既存の装置に統合することができる。
【０００７】
図２は図１に示されたシステムによって実行される例示的処理８０を示す。まず、ブロック８２で、デバイス２６はクロス航跡距離を決定する。クロス航跡距離は、航空機２０の位置と航空機２０が現在対象としているフライトプランの航程との間の距離である。図３に示されるように、距離１００がクロス航跡距離であり、その距離は航空機の位置とフライトプラン航程の意図された経路との間の垂直距離である。次に、ブロック８６で、デバイス２６は帯状幅を決定する。図３を参照すれば、帯状幅は意図された経路１０４と帯状幅境界１１２との間の距離１１０である。帯状幅１１０は、１つまたは複数の様々な要因、例えばフライトの段階（巡航、上昇、降下など）、航空機のタイプ、または他の所定の要因に応じて変わることがある。
【０００８】
次に、決定ブロック８８で、デバイス２６は決定されたクロス航跡距離１００が帯状幅距離１１０よりも大きいかどうか決定する。クロス航跡距離が帯状幅距離１１０よりも大きいと決定された場合、垂直図ディスプレイがこれまでフライト平面図モードであったならば、デバイス２６は垂直図ディスプレイ３８を航跡図モードに切り替える。クロス航跡距離が帯状幅距離１１０よりも大きくない場合、デバイス２６はダウン航跡幅距離を決定する。図３は例示的ダウン航跡幅距離１２０を示す。ダウン航跡幅距離１２０は、航空機の現在の対地速度および航跡に基づいて航空機の現在の位置からベクトルを投じることによって決定される。意図された経路１０４と投じられたベクトルの端部の点との間の垂直距離がダウン航跡幅距離１２０である。
【０００９】
次に、決定ブロック９８で、デバイス２６は、航空機が意図された経路１０４から逸脱しつつあり、ダウン航跡幅距離１２０が帯状幅距離１１０よりも大きいか否か決定する。決定ブロック９８でなされた決定への返答がノーである場合、処理８０は所定の設定量の時間を遅延させられ、次いでブロック８２に戻る。決定ブロック９８の決定の結果がイエスである場合、これまでフライト平面図モードであれば、デバイス２６は航跡図モードに切り替える。
【００１０】
図４に示されたように、例示的な集束および発散（逸脱）する状況が示される。ブロック１６０中で示された１対のシナリオでは、意図された経路１０４の左側の航空機は意図された経路１０４に集束しつつあり、意図された経路１０４の右側の航空機は意図された経路１０４から発散しつつある。ブロック１６４は、意図された経路１０４の左側の航空機は意図された経路１０４から発散（逸脱）しつつあり、意図された経路１０４の右側の航空機は意図された経路１０４に集束しつつあることを示す。したがって、２つの発散（逸脱）する状況が、起こりうる４つのフライト状況から生じる可能性がある。
【００１１】
別の実施形態では、航跡図モードへの切替えが行われた後またはそれと同時に（ブロック９０）、警報信号が警報デバイス４２に送られ、それによって垂直図ディスプレイ３８のモードの切替えが行われたことが航空機搭乗員に警報される。
【００１２】
図５は、図２に示された処理８０と同じ機能を実行するより詳細な処理を示す。クロス航跡距離ＸＴＤは、航空機の現在の緯度／経度位置およびフライトプランの現在の航程に基づいて決定される。ＸＴＤが現在の帯状幅Ｗよりも大きい場合、航跡図モードが使用される。
【００１３】
現在の航程の真針路が航空機の現在の真航跡から減じられる。真航跡が真針路よりも大きい場合、ハイ（「１」）信号が生成される。真航跡が真針路よりも小さい場合、ロー（「０」）信号が生成される。航空機がフライトプランの左側にある場合、ハイ（「１」）信号が生成され、航空機がフライトプランの右側にある場合、ロー（「０」）信号が生成される。真針路とフライトプランとの間の逸脱は信号の排他的論理和演算をすることによって決定される。発散が生じつつあり、ダウン航跡距離がＷよりも大きい場合、航跡図モードが使用される。
【００１４】
前述のように、本発明の好ましい実施形態が例示および説明されたが、多くの変更を本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく行なうことができる。したがって、本発明の範囲は好ましい実施形態の開示によって限定されない。むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲を参照して完全に決定されるべきである。
【００１５】
独占的な所有権または特権が主張される本発明の実施形態は添付の特許請求の範囲のように定められる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に従って形成された例示的システムのブロック図である。
【図２】図１に示されるシステムによって実行される方法を示す図である。
【図３】図２および図５の流れ図に示される処理によって使用される幾何学的関係を示す図である。
【図４】図２および図５の流れ図に示される処理によって使用される幾何学的関係を示す図である。
【図５】図１に示されるシステムによって実行される方法を示す図であり、図１に示されるシステムによって実行される詳細な例示的処理を示す流れ図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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