(57)【要約】入力ターゲットデータの完全性を決定し、ターゲットデータ完全性に相関するターゲットアイコンを割り当て、表示する方法が提供される。ターゲットデータ完全性は、ターゲットについてのブロードキャストされる位置データの正確性および適時性の双方に依存する。ターゲットデータ完全性を継続して監視して、現在の完全性レベルに相関するターゲットアイコンを表示する。ターゲットアイコンの変化により、航空機乗組員または他のユーザにターゲットデータ完全性の変化を警告する。完全性変化の伝達に使用されるアイコン属性は、ターゲットの他の特徴の伝達に使用される他のアイコン属性を妨害しない。
2004503033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットデータ完全性に関連づけられたターゲットアイコンを表示する方法であって、
ターゲットの位置を記述するソースから、前記位置を確定する複数の空間座標、前記位置の測定時間、及び正確性指標を含むターゲットデータを受信することと、
前記ソースからの前記ターゲットデータに基づいて前記ターゲットデータ完全性を監視することと、
前記ターゲットを表す複数のアイコンから、前記ターゲットデータ完全性に関連づけられたターゲットアイコンを表示することと、
前記ターゲットデータ完全性の変化に応答して前記ターゲットアイコンを変化させることと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［関連出願］
本願は、２０００年１０月２５日付けで出願された係属中の米国特許仮出願第６０／２４３，１９３号、および２０００年７月１０日付けで出願された係属中の米国特許仮出願第６０／２１７，２３１号の利益および優先権を請求するものである。
【０００２】
［技術分野］
本発明は、一般に航空交通ディスプレイシステムの分野に関する。特に、本発明は、車両の位置および軌跡を記述する入力データの完全性に相関するターゲットアイコンを使用して、ディスプレイに航空機または地上車両を示す方法およびシステムを含む。
【０００３】
［発明の背景］
航空機産業の始まり以来、パイロットおよび航空機設計者等は、様々な機内および地上ベースの機器とのパイロット自身の感覚知覚を増大させ向上させる新しくよりよい方法を常に探し求めてきた。安全なフライトのため、パイロットは自機が飛行している航路および環境についての情報を必要とする。航路データとしては、位置、航跡、速度、および他の航行データ、ならびにいわゆるパイロットの自機からの様々な情報が挙げられる。環境データとしては、天気、地形、ならびに付近の他の航空機の位置および航跡についての情報が挙げられる。
【０００４】
自機機器の目的は、視覚的捕捉、衝突検出、脅威査定、および衝突回避の補助を提供することである。航空機産業技術の進展により、パイロットに提供することのできる情報量が大幅に増大した。コックピット交通情報表示（ＣＤＴＩ）等多機能コックピットディスプレイは、単一画面を使用して航空交通、地上交通、天気、および地形等広範囲のデータを異なるときに、異なる組み合わせで表示することができる。
【０００５】
ＣＤＴＩは、航空機搭乗員に周囲の交通についての監視情報を提示する手段である。交通（トラフィック）は、航空機ならびに地上車両または固定障害物を含む。提示される情報には、関心ターゲットの相対位置が含まれる。“ターゲット”という語は、自機付近の交通を指し、航空機搭乗員および他のＣＤＴＩユーザが関心のあるものであり得る。ＣＤＴＩのターゲットデータは、放送型自動従属監視（ＡＤＳ−Ｂ）を含む様々なソースから得ることができる。ターゲットは通常、ＣＤＴＩに選択されたアイコンを表示することによって表される。
【０００６】
ＣＤＴＩへの表示に利用可能な広範囲のデータによって提示される１つの難題は、異なるデータが異なるレベルの完全性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を保有し得ることである。この文脈において完全性とは、航空機の真のロケーションが、ブロードキャスト中の三次元位置を取り巻く包含境界によって画定される空間の特定量の外にある確率に関連する。たとえば、第１の航空機は、高い完全性をもって三次元位置をブロードキャストすることができるが、第２の航空機によってブロードキャスト中のデータははるかに低い完全性を有する場合がある。双方の航空機を同じアイコンで表示すると、位置をサポートするデータが等しい完全性を有するという誤った印象が生み出されるおそれがある。
【０００７】
特に世界規模で航空交通が増大していることから、高完全性航空機データが安全なフライトのために望まれている。特定のターゲットについてのデータの完全性は、最新データ伝送の適時性および伝送される信号内の位置データの正確性を含むいくつかの要因に依存する。
【０００８】
ＣＤＴＩ上で交通データを利用する異なるアプリケーションは、異なるレベルのデータ完全性を必要とする。ターゲットデータは、たとえば、ＣＳＡ（衝突状況認識）アプリケーションおよびＲＭ（距離監視）アプリケーションを含む様々なアプリケーションにおいて使用し処理することができる。アプリケーションによっては、十分に高い完全性を有する交通データのみを要求し使用するものもある。
【０００９】
ターゲットデータ完全性は、特定の伝送特性に応じて、時間の経過に伴っても変化しうる。データ信号の質は、衛星位置、センサの配置、または散発的な信号受信により向上または劣化しうる。場合によっては、自機の位置データの完全性が劣化し、よって機内アプリケーションの交通状況を正確に監視する能力に影響を及ぼすことがある。
【００１０】
したがって、パイロットおよび航空交通監視データの他のユーザに、表示されているターゲットをサポートするデータの完全性についての認識を高める必要性がある。パイロットにデータ完全性の変化についての認識を高めるという関連する必要性もある。
【００１１】
また、高完全性ターゲットデータと低完全性ターゲットデータとを差別化して、どのターゲットが特定のアプリケーションによる使用に適しているかを示す必要性もある。
【００１２】
なお、さらに、ターゲットデータの完全性が変化するときに交通データを更新する必要性もある。
【００１３】
［発明の概要］
上記および他の必要性は、一実施形態では、入力ターゲットデータの完全性を決定する方法を提供するともに、ターゲットデータの完全性を反映するように関連付けられたターゲットアイコンを割り当て表示するシステムを提供する本発明によって満たされる。好ましい実施形態では、本発明は、ターゲットデータ完全性に関連付けられたターゲットアイコンのセットが提供される。このようなアイコンセットは、ターゲットデータの完全性を反映するように、色、サイズ、形状、および／または縁取り付き、充填、点滅、静止等他の特徴を変化させることが可能であるべきである。
【００１４】
完全性は正確性側面および適時性側面の双方を含むことを理解されたい。ターゲットからのデータは、正確でありかつ最近のものでない場合、高い完全性が割り当てられない。正確な位置データは、信頼するには最近のものでなければならない。同様に、最近の位置データは信頼するには正確でもなければならない。本発明の一態様では、システムは現時間を入力位置データの測定時間と比較する。
【００１５】
完全性は、航空機の真の位置が、ブロードキャスト中の三次元位置を取り巻く架空の空間量（包含境界（ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ ｂｏｕｎｄａｒｙ）によって画定される）の外にある確率に関連する。真の位置が包含境界外にある確率が高い場合、データの正確性は低く、したがって位置データの完全性は低い。反対に、真の位置が包含境界外にある確率が低い場合、データの正確性は高く、したがって位置データの完全性は高い。
【００１６】
システムコンポーネント
別の態様によれば、本発明のシステムは、コックピットディスプレイに正確かつタイムリーなデータを表示するために、本明細書に記載する規則を処理し実施するコンピュータまたは他の自動システムを備える。好ましい一実施形態では、システム自体が、受信する信号と表示されるアイコンとの間のデータリンクとしての役割を果たすＬＤＰＵ（リンク・ディスプレイ・プロセッサ・ユニット）内に収容される。
【００１７】
好ましい一実施形態では、本発明のシステムは、複数の信号受信器、ＬＤＰＵ、および交通情報のコックピット表示（Ｃｏｃｋｐｉｔ Ｄｉｓｐｌａｙ ｏｆ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ：ＣＤＴＩ）と通信する。各信号受信器は、特定タイプの信号を受信し、受信したデータをＬＤＰＵに連絡するように構成される。１つまたは複数の信号受信器は、ＬＤＰＵ自体内に収容してもよい。信号受信器を通じて、複数のターゲットについての位置データが受信される。
【００１８】
本発明のシステムは、関心のあるターゲットによってブロードキャストされるＡＤＳ−Ｂ信号を処理することが可能であり、また、他のタイプの信号を解釈することも可能である。ＡＤＳ−Ｂ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ − Ｂｒｏａｄｃａｓｔ：放送型自動従属監視）信号は、主としてタイプコード、適用可能時間、気圧高度、緯度、および経度を含む様々な指標を含む。
【００１９】
タイプコードは、同報通信（ブロードキャスト）中のメッセージのタイプを示し、続くデータの正確性指標としての役割を果たす。タイプコードを使用して、ＮＵＣｐ（位置に対する航行不確定性カテゴリ（Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎａｌ Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ Ｃａｔｅｇｏｒｙ ｆｏｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ））の値を決定することができる。ＮＵＣｐ値は、ＡＤＳ−Ｂ位置メッセージに含まれる緯度および経度の座標の正確性レベルを示す。ＡＤＳ−Ｂ信号の代わりにトランスポンダ信号をブロードキャストするターゲットの場合、タイプコードを算出してから、ＮＵＣｐ値の決定に使用することができる。
【００２０】
ＡＤＳ−Ｂ信号内に埋め込まれる適用可能時間は、位置測定が行われた時間を表す。
【００２１】
保全性監視
本発明の一態様は、ターゲットについて受信中のデータの完全性を決定するための規則（ルール）セットを含む。この文脈におけるターゲットとは、自機付近の、ユーザが関心のあり得る交通と定義される。規則を測定可能基準のセットに適用することで、ターゲットデータの完全性が高いか低いかを決定する。高完全性ターゲットは、特定のアイコンを使用してコックピットディスプレイに表示され、低完全性ターゲットは別のアイコンを使用して示される。一実施形態では、高完全性ターゲットは先の尖った山形を使用して示され、低完全性ターゲットは丸まった弾丸状のものを使用して示される。
【００２２】
本発明の別の態様では、規則を適用し完全性を決定することが時間的に継続し、信号完全性の変化を連絡するよう意図される表示アイコンの変化を表示する。換言すれば、データ完全性のいかなる変化も反映する特定のアイコンの形態で、ユーザに現在情報を提供するために、データ完全性は連続して変更監視される。ターゲットアイコンの変化により、航空機搭乗員にデータ完全性の変化が警告される。ターゲットアイコンの変化はまた、ターゲットがもはや衝突検出アプリケーションによる監視に十分な完全性のものではないかもしれないことを航空機搭乗員に警告する。
【００２３】
ターゲット状態遷移
本発明の一態様では、各ターゲットに状態が割り当てられる。ターゲット状態は、遷移事象として知られる状態変化を反映するように常に更新される。ターゲット状態は、特定のロジックおよびタイミング制約が満たされるときに、遷移事象に応答して変化する。ターゲット状態が変化するとき、本発明のシステムは、ターゲットの表示に使用されるターゲットアイコンを変化させる。
【００２４】
ターゲット状態は、ターゲットデータを最初に受信したときの“取得”状態から始まり、ターゲットデータが失われる“ドロップ”状態で終了する。ターゲット監視中に様々な遷移事象が発生し得る。本発明の一態様では、ユーザにターゲット状態の変化を警告するために、特定のターゲットアイコンを使用して特定の各遷移事象を表す。
【００２５】
本発明のターゲットアイコンは、現在のターゲット状態およびターゲットが遷移事象を経たかどうかを伝えるように設計される。本発明の重要な態様では、各ターゲットアイコンは、ターゲットの位置データ完全性も伝える。位置データ完全性の変化に関連する、または位置データ完全性の変化に起因する遷移事象は、パイロットおよび航空交通監視アプリケーションの他のユーザにとって特に重要である。
【００２６】
ターゲット取得
本発明の一態様では、信号受信器の１つが新しいソースからデータを受信すると、本発明のシステムがターゲット状態“取得”を割り当てて新しいターゲットを識別する。本発明のシステムは、適切なターゲットアイコンを割り当てるために、特定のロジックおよびタイミング制約を用いて、新しいターゲット信号内に埋め込まれたデータの完全性を即座に解析する。
【００２７】
概して、ターゲットデータ完全性が高く、かつ自機のデータ完全性が高い場合、新しい高完全性ターゲットは、先の尖った山形アイコンを使用して示される。しかし、ターゲットデータ完全性が低い、または自機のデータ完全性が低い場合、新しい低完全性ターゲットは丸まった弾丸状のアイコンを使用して示される。空中のターゲットの色はシアンであり、地上のターゲットの色は黄褐色である。
【００２８】
より具体的には、ターゲットの位置の完全性は、信号内のデータを解析することによって決定される。ＡＤＳ−Ｂ信号内のタイプコードは、データ正確性の最初の指標である。本発明の一態様では、タイプコードがＮＵＣｐ（Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎａｌ Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ Ｃａｔｅｇｏｒｙ ｆｏｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）の特定の値にマッピングされる。ＮＵＣｐ値は、ＡＤＳ−Ｂ位置メッセージに含まれる緯度および経度座標の完全性のレベルを示す。ＮＵＣｐ値は、水平面（特に、ＷＧＳ−８４楕円体に接する局所平面）上の、中心がターゲットの真の位置にある円の半径として定義され、これは、示された水平位置を含むと保証される領域を記述する。示された位置がこの円の外側にある確率は、飛行時間当たり１×１０−７である。完全性はデータの適時性によっても影響を受けるため、ＡＤＳ−Ｂ信号内に埋め込まれる適用可能時間もデータ完全性の決定に使用される。
【００２９】
本発明の好ましい一態様では、以下のロジックおよびタイミング制約が満たされたときに、すなわち、（１）ＮＵＣｐ値が１海里以下の水平包含半径を示す、（２）ＡＤＳ−Ｂメッセージが有効な位置および速度情報を含む、かつ（３）適用可能時間が、現在時間と比較した場合、一番新しいＡＤＳ−Ｂメッセージを最近５秒以内に受信したことを示すときに、完全性が高いと決定することができる。。これら要件を満たさないターゲットは、低レベルの完全性を有するものと指定される。
【００３０】
１海里の水平包含限度および５秒の時間限度等の完全性解析に関連する値は、好ましい実施形態では、ターゲットに対して実行される監視アプリケーションに応じて、ユーザまたはシステムによって調整し得ることを理解されたい。たとえば、距離監視（ＲＭ）アプリケーションは、関心のあるターゲットを正確に監視するために３秒の時間限度を必要とし得る。本発明のシステムは、好ましくは、各種アプリケーションのニーズに適応するように時間限度を調整することが可能である。
【００３１】
自機状態
本発明の別の態様では、ユーザの自機の位置データ完全性もまた常に監視される。正確な自機データは、航空機間に衝突となりそうなものが存在するかどうかを決定するときにターゲットデータと比較されるため、安全なフライトのために重要である。したがって、自機位置データが低いレベルの完全性を有する（低質および／または低適時性）場合、ターゲットは、低いレベルの完全性を表すターゲットアイコンを使用して表示される。一実施形態では、自機は白い三角形アイコンを使用して表示される。白色は通常、自機の航跡、距離範囲マーク、および空港参照識別コードの表示にも使用される。
【００３２】
さらに、上述したように、ターゲットデータ完全性の決定は、自機のデータ完全性にも依存する。自機データ完全性は、全体的な航空交通監視システムが、ターゲットデータを自機データと比較する衝突検出アプリケーションを備え得るため、本発明のシステムの動作環境において重要である。ＣＳＡ（衝突状況認識）および距離監視（ＲＭ）等のアプリケーションでは、内部衝突検出アルゴリズムの結果は、ターゲットデータが高い完全性を有し、かつ自機データが高い完全性を持たない場合、十分な信頼性がない。
【００３３】
本発明のシステムの関連態様では、ターゲットアイコンは、自機データ完全性の変化に応答して変化し得る。自機データ完全性も反映するターゲットアイコンの表示は、パイロットおよび他のユーザが実際に安全なフライトのために衝突検出アルゴリズムの正確性に頼っているため、パイロットおよび他のユーザにとって重要なツールである。
【００３４】
しかし、自機が空中または地上にある航空機である場合のみならず、自機が地上車両、固定された監視局、または別の固定ロケーションである場合にも本発明を利用し得ることを理解されたい。勿論、固定自機ロケーションを記述するデータは通常、高い完全性を有する。
【００３５】
向上／劣化
本発明の別の態様では、システムは常にターゲットデータ完全性およびターゲット状態を監視する。データ完全性に影響を及ぼす重要な遷移事象は、入力ターゲット信号の損失または劣化である。本発明のシステムの一実施形態では、ターゲットデータ完全性が５秒間劣化するとき（または自機データ完全性が５秒間劣化する場合）にターゲットアイコンが変化する。たとえば、好ましい一実施形態では、シアンの山形で表示される空中の高完全性ターゲットは、データ完全性の劣化に応答してシアンの弾丸状アイコンに変化する。
【００３６】
本発明の別の態様では、ターゲットアイコンの変化には可聴警告メッセージが付随し得る。たとえば、ターゲット完全性が劣化すると、“Ｔａｒｇｅｔ Ｄｅｇｒａｄｅ（ターゲット劣化）”等の可聴警告を鳴らしてユーザに警告することができる（山形から弾丸状へのターゲットアイコンの形状変化に加えて、かつこの形状変化に関連して）。同様に、本発明の関連態様では、ターゲットアイコンの変化に、画面上のテキストメッセージを付随させることもできる。たとえば、ターゲット完全性が劣化すると、“Ｔａｒｇｅｔ Ｄｅｇｒａｄｅ（ターゲット劣化）”または“ＴＧＴ Ｄｅｇｒａｄｅ（ＴＧＴ劣化）”等のテキストメッセージを表示して、ユーザに警告することができる。
【００３７】
同様に、ターゲット信号の再取得または向上も本発明のシステムによって感知される。本発明のシステム一実施形態では、ターゲットアイコン完全性が向上し、３秒間劣化しない場合、ターゲットアイコンが変化するが、但しこれは、自機データ完全性が向上したか、あるいは３秒間劣化せず、衝突警告状況が２秒を越えて存在しなかった場合である。
【００３８】
他のターゲットアイコン変更
データ完全性の変化に応答してターゲットアイコンを変化させる本発明のシステムは、データ完全性に関連しないターゲットアイコンの変化を必然的に含む航空交通監視および衝突検出の全体的なシステムにも使用しうることを理解されたい。たとえば、特定の監視システムでのパイロットは、ディスプレイ上の特定のターゲットを選択または選択解除して、その状態についてより多くを学習することができる。たとえば、一システムでは、ターゲットがユーザによって“選択”された場合、ターゲットアイコンの色が緑に変化し、ターゲットアイコンの形状が充填される。選択または選択解除に応答してターゲットアイコンを変化させることができるが、この変化はデータ完全性の変化を反映しない。
【００３９】
また、特定のシステムでの、ＣＳＡおよびＲＭ等特定の衝突検出アプリケーションの開始および停止も、表示されるターゲットアイコンの変化に関与させることができる。かかる１つのシステムでは、たとえば、衝突検出アプリケーションがターゲットに対して適用されている間、ターゲットアイコンの色が黄色に変化し、ターゲットアイコンが点滅する。
【００４０】
さらに、ターゲットアイコンの変化は、特定のシステムにおいて、衝突検出アプリケーションがユーザによって“選択”されたターゲットに対して適用されている間に行うことができる。かかる１つのシステムでは、たとえば、衝突検出アプリケーションが“選択”されたターゲットに対して適用されている間、ターゲットアイコンの色が黄色に変化し、ターゲットアイコンの形状が充填され、ターゲットアイコンが点滅する。
【００４１】
最後に、ターゲットアイコンは通常、ターゲット信号がある時間期間失われた場合、ディスプレイから除去されることを理解されたい。
【００４２】
本発明の重要な態様では、データ完全性の変化に相関してターゲットアイコンを変化させる本システムは、混乱を生じさせることなく、またはデータ完全性について誤解を招きかなない情報を送ることなく、他の交通監視システムと協働するようにさらに設計される。本発明の好ましい実施形態において、ターゲットアイコン属性は、形状、サイズ、色、および／または関心のあるターゲットを示すためにすでに使用されている標準化されたターゲットアイコン属性を補う他のアイコン状態を含む。
【００４３】
地上ターゲット
本発明の別の態様によれば、地上のターゲットの場合、黄褐色の正方形アイコンを使用して地表車両を示すことができる。地上にある航空機は、空中にある航空機に使用される山形よりも明らかに小さい黄褐色の山形を使用して示すことができる。地上ターゲットからの位置データが有効ではない場合、ターゲットを黄褐色の丸いアイコンを使用して表示することができる。係留されたポールタワー等の静止した地上ターゲットは、黄褐色の脱字記号を使用して示すことができる。
【００４４】
調整可能な基準
本発明の別の態様によれば、入力ターゲットデータの完全性の決定に使用される基準は、ユーザにより手動で、あるいは異なる航空交通監視アプリケーションによって自動的に調整することが可能である。好ましい一実施形態では、タイプコードまたは水平包含限度や時間限度等、入力信号内の任意の要素に適用される上限および下限は、特定のアプリケーションのニーズに適応するように調整することができる。このように、本発明の実施形態は、入力ターゲットデータの完全性を決定する方法およびターゲットデータ完全性に相関付けられたターゲットアイコンを割り当て表示するシステムを提供する。本発明の実施形態は、入力ターゲットデータが完全性について測定される基準を調整する方法をさらに提供する。本発明の実施形態は、ターゲット信号が、いつターゲット信号が、コックピットディスプレイでの変化を保証するに足る大きさの遷移を経るかを決定する方法およびシステムをさらに提供する。本発明の実施形態は、ターゲットデータの完全性が変化するときにターゲットアイコンを変化させる方法およびシステムを提供する。したがって、本発明の実施形態は、コックピットディスプレイに相関付けられたターゲットアイコンを表示する際に明確な利点を提供する。
【００４５】
［好ましい実施形態の詳細な説明］
次に、同じ符号が何枚かの図を通して同じ要素を指す図面を参照する。
【００４６】
多機能コックピットディスプレイ
図１は、典型的な交通監視および表示システムのコンポーネントの線図である。自機１００は、空中または地上の航空機、地上車両、または静止した監視局であることができる。自機は、位置データ１１０をブロードキャスト（同報通信）することができる。ターゲット２００は、空中または地上の航空機、地上車両２００ａ、または構造物もしくは係留ポール等地上の障害物２００ｂであることができる。ターゲット位置データ２１０は、ターゲット２００からまたは地上のレーダー監視等別のソースから同報通信することが可能である。たとえば、ターゲット２００は、位置データ２１０をＡＤＳ−Ｂ信号の形態でブロードキャストすることができる一方で、ＴＩＳ（交通情報システム）モードで動作中のターゲット２００についての位置データ２１０は、地上レーダーを使用してブロードキャストすることができる。
【００４７】
図１に示す多機能コックピットディスプレイは、トラフィック（交通）情報のコックピット表示（ＣＤＴＩ）３０であり、一般に、航空交通、地上交通、天気、および地形を含む広範囲のデータを異なるときに異なる組み合わせで単一ディスプレイ３２に表示することが可能である。ＣＤＴＩ３０は、ユーザとのインタフェースとして動作する制御パネル３４を備える。ＣＤＴＩ３０は、リンク・ディスプレイ・プロセッサ・ユニット（ＬＤＰＵ）４０ならびに天気レーダー信号５２およびＴＡＷＳ（地形認識警告システム）５４から情報を受信する。各種視覚的特徴をＣＤＴＩに表示する技術は当業者には周知である。
【００４８】
本発明のシステム６０は、ＬＤＰＵ４０に収容してもよい。本発明の一態様では、システム６０は、本明細書に記載の規則を処理し実施して、ターゲットデータ完全性に関連付けてターゲットアイコンを表示するコンピュータまたは他の自動化されたシステムを備える。好ましくは、システム６０は、ＣＤＴＩ３０、ＬＤＰＵ４０、およびそのコンポーネントと通信する。
【００４９】
本発明の別の態様では、システム６０は、複数のターゲットからのターゲットデータ完全性を常に解析する。入力ターゲットデータは、一連のデータベース記録を有し、システム６０がアクセス可能であり、当業者には既知の様式で編成されたターゲットファイルに格納することができる。システム６０は、ターゲットデータ完全性の変化が生じたかどうかを査定するときに、現在の記録および古い記録の双方にアクセスするように構成し得る。システム６０がアクセスするターゲットファイルは、複数のターゲットについての関心のある他の特徴を格納し検索するようにも構成し得る。
【００５０】
ＬＤＰＵ４０は、様々な信号タイプを受信し解釈することのできる様々な受信器を備え、リンクされる。好ましい一実施形態では、ＬＤＰＵ４０は、１０９０受信器４２、ユニバーサルアクセス送受信器（ＵＡＴ）４４、全地球測位衛星（ＧＰＳ）受信器４６、モードＳトランスポンダ４８、およびＶＤＬモード４受信器５０を使用して情報を集める。これら受信器はそれぞれ、１つまたは複数のアンテナ５６を使用して情報を取得する。
【００５１】
ターゲット状態、ターゲットアイコン、およびターゲット状態遷移事象
次に、図２を参照して、図示のターゲット状態の以下の説明を、右上の象限の二重丸の付いた“取得”状態１２０から始める。ターゲット２００が取得されると、ターゲット位置データ２１０が解析され、ターゲットデータ完全性が高いかそれとも低いかが判定される。各ターゲット２００には、図２では円で表される状態が割り当てられる。ターゲット状態は、図２では円の間の矢印で表される、遷移事象（遷移イベント）として知られる状態の変化を反映するように常に更新される。ターゲット状態は、特定のロジックおよびタイミング制約が満たされたときでさえ、遷移に応答して変化する。ターゲット状態が変化すると、本発明のシステムがターゲット２００の表示に使用されるターゲットアイコンを変化させる。
【００５２】
図２では、ターゲット状態を円で表す。本発明は、特定のターゲット状態に対応する特定のターゲットアイコンを表示する方法およびシステムを提供する。好ましい実施形態では、以下の表１に示すように、以下のタイプのターゲット状態が特定のターゲットアイコンに関連付けられる。
【００５３】
【表１】
2004503033.tif 000003
【００５４】
これらターゲットアイコンのいくつかの例を手短に参照すると、図４ａは、自機１００に相対してディスプレイ３２に２つの中実山形ターゲットアイコン２０ａ、２０ｂを示す。図４ｂは、中実弾丸状ターゲットアイコン２２および縁取り付き山形２４それぞれへの遷移を経た後の、後の時間の同じターゲットを示す。ターゲットアイコンの特定の変化を引き起こす遷移について以下に述べる。
【００５５】
図２に戻ると、異なるターゲット状態間の矢印は、コックピットディスプレイ３２での変化を保証するに足る大きさのターゲット状態の遷移を表す。ターゲット２００は、（１）ターゲット状態の遷移に関連する事象が発生した場合、また（２）事象に関連するロジックおよびタイミング制約が満たされる場合に遷移を経験する。本発明は、図２および以下の表２に示すように、特定の遷移事象と相関してターゲットアイコンを変化させる。
【００５６】
本発明のシステム６０による空中ターゲット状態対地上ターゲット状態の表示も図２に示す。ターゲット２００あるいは自機１００が地上にある場合、ターゲット状態は、図２の斜めになった破線の上に示す状態のうちの一方のままである。
【００５７】
“パイロット選択”２４０および“パイロット選択解除”２４２とラベル付けられる遷移矢印は、パイロットまたは他のユーザが、高完全性ＡＤＳターゲット２００についてのさらなる情報を表示するために、任意選択的に高安全性ＡＤＳターゲット２００を“選択”または“選択解除”するときに発生する状態変化を指す。選択されたターゲットを図２の左下部分の象限に示し、選択解除した状態を右上部分の象限に示す。
【００５８】
以下の表２は、図２を参照するときに使用することができる。表２は、実行されターゲット２００の状態に影響を及ぼすアクションをロジックおよびタイミング制約、対応する遷移事象ラベル、およびターゲットアイコンの変化を含むディスプレイでの対応する変化とともに列挙し説明する。中央列における遷移事象は、図２に示す矢印に相関付けることができる。
【００５９】
【表２】
2004503033.tif 000004
【００６０】
再び図２を参照すると、新しく取得したターゲット２００の初期ターゲット状態は、右上の象限に二重丸の付いた取得状態１２０である。新しいターゲットの取得は、表２の行２に説明される。本発明の一態様では、ターゲット位置データ２１０の完全性は、入力信号内のデータを解析することによって即座に決定される。
【００６１】
一態様では、本発明のシステム６０は、ターゲット位置データ２１０を処理し、ＡＤＳ−Ｂ信号８３または他の様々なタイプの入力データ信号を解釈することによってターゲットデータ完全性を決定することが可能である。ＮＵＣｐ値８０は、ターゲット位置データ２１０に含まれる緯度８１および経度８２の正確性レベルを示す。図３に示すように、ターゲット位置データ２１０がＡＤＳ−Ｂ信号８３の場合、ＡＤＳ−Ｂ信号８３内に埋め込まれるタイプコード８４が、ターゲット位置データ２１０の正確性の指標である。タイプコード８４は、特定のＮＵＣｐ値８０に対応する。ターゲット位置データ２１０はまた、位置測定がいつ行われたかを精密に示す適用可能時間８５も含む。ＡＤＳ−Ｂ信号８３は通常、ターゲット２００の一意の識別子も含む。
【００６２】
本発明の一態様では、ターゲットデータ完全性は、（１）ＮＵＣｐ８０が１海里以下の水平包含半径を示し、（２）ターゲット位置データ２１０が有効な位置および速度情報を含み、かつ（３）適用可能時間８５が、一番新しいターゲット位置データ２１０が最近５秒以内で受信したことを示す場合に高い。この基準に合わないターゲット２００は、低いターゲットデータ完全性を有するものと示される。一実施形態では、高完全性ターゲットは図４ａに示すように先の尖った山形２０ａ、２０ｂを使用して表示され、低完全性ターゲットは図４ｂに示すように丸くなった弾丸２２を使用して表示される。
【００６３】
本発明の別の態様では、ターゲットデータ完全性を決定する規則は時間的に継続され、データ完全性の変化を連絡するよう意図されるターゲットアイコンの変化を表示することを理解されたい。換言すれば、データ完全性のいかなる変化も反映する特定のアイコンの形態で、ユーザに現在情報を提供するために、データ完全性は連続して変更監視される。ターゲットアイコンの変化により、航空機搭乗員にデータ完全性の変化を警告する。ターゲットアイコンの変化はまた、ターゲットがもはや衝突検出アプリケーションによる監視に十分な完全性のものではないかもしれないことを航空機搭乗員に警告する。
【００６４】
本発明の好ましい実施形態では、ユーザの自機データ完全性もまた常に監視される。表２は、ロジックおよびタイミング制約に自機データ完全性を使用して、遷移事象が特定のターゲットに関して発生したかどうかを判定することを記述する。自機１００が空中にある航空機のアプリケーションの場合、交通監視および衝突警告アプリケーションは移動中の自機１００とターゲット２００との間の相対位置を利用するため、自機データ完全性は重要である。しかし、本発明を使用することになりそうなもの全ての状況において自機データを考える場合、自機１００は空中にある航空機、地上にある航空機、地上車両、静止した監視局、または別の固定場所であってもよいことを理解されたい。
【００６５】
次に、表２の行２および行３を参照すると、ターゲットデータ完全性により、どの遷移事象が行われるか、およびどのターゲット状態が達成されるかが決定される。高ターゲットデータ完全性（行２）を有するターゲットは、図２では“新”矢印で表される新ターゲット遷移２２０を経て、図２の一番上の円で示す“正常ＡＤＳターゲット”状態１３０に表示される。反対に、低ターゲットデータ完全性を有するターゲット（行３）は、図２では“新Ａ．Ｖ．Ａ．”矢印で表される新Ａ．Ｖ．Ａ．ターゲット遷移２２２を経て、図２の中央にある円に示される“Ａ．Ｖ．Ａ．ＡＤＳターゲット”状態１４０に表示される。頭文字Ａ．Ｖ．Ａ．（視覚的取得のみ補助（Ａｉｄ ｔｏ Ｖｉｓｕａｌ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｏｎｌｙ）は、概して低いターゲットデータ完全性を有するターゲット位置データ２１０を記述する。
【００６６】
次に、表２の行４を参照すると、ターゲットデータ完全性および自機データ完全性が同じままである間、ディスプレイは変化しない。図２中同じ状況２３０と呼ばれる遷移は、現在のターゲット状態に戻るループする矢印で表され、状態またはディスプレイに変化のないことを示す。
【００６７】
表２の行５および６は、パイロットまたは他のユーザがターゲット２００を選択または選択解除する場合に発生する遷移事象およびディスプレイ変化を示す。特定の航空交通監視システムでは、ユーザが、制御パネル３４（図１参照）を使用してディスプレイ３２上に関心のある特定のターゲット２００を選択または選択解除して、選択されたターゲット位置データ２１０についてより多くを学ぶことができる。パイロット選択遷移２４０は、左下を指す矢印として図２に示される。ユーザがターゲット２００を選択したことを示すために、ターゲットアイコンが変化する。一システムでは、ターゲット２００がユーザによって選択された場合、たとえば、ターゲットアイコンの色が緑に変化し、ターゲットアイコンの形状が充填される。ターゲットアイコンは選択または選択解除されたことに応答して変化しうるが、この変化は必ずしもターゲットデータ完全性の変化を反映するものではない。ターゲットデータ完全性を伝えるアイコンの特徴または外観は、外観が変化して選択または選択解除を示す場合には変化しない。
【００６８】
図４ａおよび図４ｂは、表２行５のパイロット選択遷移２４０に応答して発生するターゲットアイコンの変化を示す。関心のある高完全性ターゲットは、図４ａにおいて中実山形２０ｂを使用して表示される。パイロットまたはユーザによって選択されパイロット選択遷移２４０を経た後の、後の時間の同じターゲットを、ターゲットが選択され、かつ高完全性ターゲットのままであることを視覚的に伝える縁取り付き山形２４として図４ｂに示す。ターゲットの高ターゲットデータ完全性を伝える山形形状は、パイロット選択事象によって変化しないことを理解することが重要である。したがって、本発明のアイコン属性は、パイロット選択および選択解除等他の状態変化を伝えるために使用される属性には干渉しないことを見て取ることができる。
【００６９】
パイロット選択解除遷移２４２を行６に記述し、右上を指す矢印として図２に示す。ユーザがターゲット２００を選択解除したことを示すために、ターゲットアイコンが変化する。一システムでは、たとえば、ターゲットアイコンの色および形状が単純に、ユーザによって選択される前の状態に戻る。
【００７０】
ターゲットアイコンからの複数の視覚的な合図
表２に列挙し図２において矢印として示す遷移事象は、任意の順序で、かつ任意の時間に生じ得ることを理解されたい。可能なターゲット状態の数および変種ならびに各種ターゲット状態間の遷移事象により、ターゲットアイコンはユーザにターゲット情報の幅広い組み合わせを伝達するタスクを負う。
【００７１】
ターゲットアイコンによって伝達されるターゲット情報の中で、本発明の一態様によって決定されるものはターゲットデータ完全性である。ターゲットアイコンは、形状、サイズ、色、および縁取り、充填、点滅、静止等他の特徴を含む変化しやすいいくつかの属性を有する。一態様では、本発明のシステムは、ターゲットデータ完全性の変化に相関してターゲットアイコンの１つまたは複数の属性を変化させる。
【００７２】
標準化されたターゲットアイコンがすでに使用されている場合がある全体的な航空交通監視環境では、本発明のターゲットアイコン属性は、既存のターゲットアイコン属性と協働するように設計されることが本発明の重要な態様である。データ完全性の変化を反映するように本発明によって変更されるターゲットアイコンの属性は、伝達される他のターゲット情報または特徴を妨害することなく、既存のターゲットアイコン属性を補う。
【００７３】
ターゲットアイコンおよび対応する遷移事象は、安全なフライトに最も必要なデータを正確かつ適時に表示することを保証することを優先することも理解されたい。たとえば、ターゲットアイコンは、高度フィルタリング、空中対地上フィルタリング等フィルタリング基準により表示されない場合もある。
【００７４】
衝突検出アプリケーション
多くの航空交通監視システムは、衝突状況認識（ＣＳＡ）アプリケーションおよび／または距離監視（ＲＭ）アプリケーション等の衝突検出ツールを含む。特定のシステムにおいて、ＣＳＡおよびＲＭの開始および停止もまたターゲットアイコンの変化に繋がりうる。同様に、航空機間の衝突となりそうなものの識別により、警告状況が生じ、ターゲットアイコンがさらに変化し得る。
【００７５】
表２の行７および８は、ＣＳＡアプリケーションによって予測される警告に関連するロジックおよびタイミング制約を記述する。ＣＳＡ警告遷移２５０は、右下を指す矢印によって図２に表示される。本発明によるターゲットアイコンの変化に加えて、また変化に関連して、ＣＳＡ警告に“Ｔｒａｆｆｉｃ，Ｔｒａｆｆｉｃ”等可聴警告およびディスプレイ３２上のテキストメッセージを付随させることができる。
【００７６】
可能な様々なターゲット状態の図において、ＣＳＡ警告は、ターゲットがユーザによって選択されているかどうかに応じて２つの異なるターゲット状態につながりうる。選択されたＣＳＡターゲット状態１５２は、図２の下にある円で表される。選択解除されたＣＳＡターゲット状態１５４は、図２の右側にある円で表される。
【００７７】
ＣＳＡ警告終了時に行われるＤｅ−ＣＳＡ遷移２５２は、行７に記述され、左上を指す矢印として図２に示される。ここでも、ターゲットがユーザによって選択されているかどうかに応じて、選択されたターゲットは、図２の左側にある円で表されるターゲット状態１５０に戻る。選択解除されたターゲットは、図２の一番上にある円で表される正常ターゲット状態１３０に戻る。
【００７８】
表２の行９および１０は、図２にはＲＩと示される、距離監視（ＲＭ）アプリケーションによって予測される警告に関連するロジックおよびタイミング制約を記述する。ＲＩ警告には、“Ｔａｒｇｅｔ　Ｒａｎｇｅ”等可聴警告およびディスプレイ３２上のテキストメッセージが付随し得る。レンジ監視は、ユーザによって選択されたターゲット２００に対してしか適用することができない。したがって、ＲＩ警告遷移２６０およびＮｏ−ＲＩ遷移２６２事象は、図２における選択ターゲット状態１５０および選択ＣＳＡターゲット状態１５２に隣接して配置される矢印によって表される。
【００７９】
ＲＩ警告遷移２６０は、図２中の選択ターゲット状態１５０、１５２に隣接してループする矢印によって図２に表示される。矢印は、ＲＩ警告は可聴警告およびオプションとしてテキストメッセージの生成につながるが、ターゲット状態を変化させないため、選択ターゲット状態１５０、１５２の一方にループバックする。ＣＳＡアプリケーションは衝突を予測するが、ＲＭは距離限度内のターゲットを検出する。Ｎｏ−ＲＩ遷移２６２は、図２中の選択ターゲット状態１５０、１５２に隣接してループする同じ矢印によって図２に表示される。
【００８０】
向上／劣化
本発明の別の態様では、ターゲットデータ完全性が向上または劣化するときにターゲットアイコンが変化する。ターゲットデータ完全性が劣化すると常に、この状態変化を表す図２中の矢印は図の中央を指す。
【００８１】
表２の行１１は、ターゲットデータ完全性の劣化または自機データ完全性の劣化に応答してターゲットアイコンを変化させるプロセスを記述する。情報劣化遷移２７０は、中央のＡ．Ｖ．Ａ．ＡＤＳターゲット状態１４０を指す矢印として図２に示される。一実施形態では、データ完全性が少なくとも５秒間劣化する場合、ターゲットアイコンが中実山形から中実弾丸に変化する。
【００８２】
図４ａおよび図４ｂは、表２行１１の情報劣化遷移２７０に応答して生じるターゲットアイコンの変化を示す。関心のある高完全性ターゲットは、図４ａにおいて中実山形２０ａを使用して表示される。ターゲット完全性が高（山形２０ａ）から低（弾丸２２）に変化したことを視覚的に伝達する中実弾丸２２として、保全性の損失による情報劣化遷移２４０を経た後の、後の時間の同じターゲットを図４ｂに示す。
【００８３】
データ完全性が向上する場合、ターゲットアイコンは表２の行１３に示すように変化する。一実施形態では、ターゲットアイコンは以前の外観に戻る。情報向上遷移２７２は、中央状態１４０から上方を指す矢印として図２に示される。一実施形態では、行１３のロジックおよびタイミング制約は、ターゲットデータ完全性が少なくとも３秒間劣化した状況になく、自機データ完全性が少なくとも３秒間劣化した状況になく、かつ警告状況が検出されていない場合、または警告状況が存在してもその検出が２秒未満の場合、情報向上遷移２７２をトリガする。一実施形態では、ターゲットアイコンは、情報向上遷移２７２の条件が見合う場合に、図４ｂに示す中実弾丸２２から図４ａに示す中実山形２０ａに変化する。
【００８４】
表２の行１２は、ユーザによって選択されたターゲット２００のターゲットアイコンを変化させるプロセスを記述する。ユーザによる選択は、通常、選択されたターゲット２００についてより詳細に学ぶことに対する特定の関心を示す。したがって、本発明によるターゲットアイコンの変化に加えて、また変化に関連して、選択されたターゲットのデータ完全性の劣化に“Ｔａｒｇｅｔ Ｄｅｇｒａｄｅ”等の可聴警告および“ＴＧＴ Ｄｅｇｒａｄｅ”等のディスプレイ３２上のテキストメッセージを付随させることができる。選択情報劣化遷移２８０は、選択ターゲット状態１５０、１５２から中央状態１４０を指す矢印として図２に示される。
【００８５】
発生し得る可能な様々なターゲット状態および遷移のさらに別の説明では、ターゲットデータ完全性の向上がＣＳＡ警告と同時に発生し得る。表２の行１４は、この状況を記述する。本発明の一態様では、ターゲットアイコンが、完全性向上およびＣＳＡ警告の存在の双方を反映するように変化する。一実施形態では、行１４に列挙するロジックおよびタイミング制約は、ターゲットデータ完全性が少なくとも３秒間劣化状況になく、自機データ保全性が少なくとも３秒間劣化状況になく、かつＣＳＡ警告状況が少なくとも２秒間検出された場合、情報向上ＣＳＡ警告遷移２７４をトリガする。情報向上ＣＳＡ警告遷移２７４は、中央状態１４０から右を指す矢印として図２に示される。本発明によるターゲットアイコンの変化に加えて、または変化に関連して、向上した完全性およびＣＳＡ警告には、“Ｔｒａｆｆｉｃ，Ｔｒａｆｆｉｃ”等の可聴警告を付随させることができる。
【００８６】
最後に、表２の行１５に記述するように、ターゲット２００が失われる場合、その状態は、“状態損失”遷移矢印２９０に沿って図２の左上象限中の二重丸の付いた“ドロップ”状態１２２に変化し、“ドロップ”状態１２２はターゲット２００の最終状態を表す。
【００８７】
調整可能な基準
本発明の別の態様では、ターゲットデータ完全性は、１つまたは複数の航空交通監視または衝突検出アプリケーションを特定のターゲット２００に適用することができるかどうかに影響を及ぼす。たとえば、ターゲット２００が低い完全性を有する場合、パイロットまたはユーザはターゲット２００を選択することができず、また距離監視（ＲＭ）アプリケーションを実行することができない場合がある。弾丸形状ターゲットアイコンは、ターゲット２００が利用不可能なことをユーザに伝える。
【００８８】
本発明の関連態様では、ユーザは、たとえば、ターゲット位置データ２１０が高完全性を有するに足るほど最近のものであるかどうかの決定に使用される時間限度等の基準を含む、入力ターゲット位置データ２１０の完全性の決定に使用される基準を調整することができる。好ましい一実施形態では、ユーザは、ＣＤＴＩ３０（図１参照）上の制御パネル３４を使用して、入力ターゲット信号内の任意の要素に適用される上限および下限を手動で調整し設定することができる。特定の基準の上限および下限を調整する能力により、パイロットまたは他のユーザは特定のニーズに合うようにターゲットアイコンを仕立てることが可能であり、また、様々なデータ完全性しきい値を有する交通監視アプリケーションの使用が可能である。ＣＤＴＩ３０上の各種限度を調整する技法は、当業者には周知である。重要なことは、保全性基準を調整可能なことにより、機能するために特定レベルの完全性を要求する１つまたは複数のレンジ監視または衝突検出アプリケーションをユーザがイネーブルできるようになる。
【００８９】
本発明の特定の詳細を開示した実施形態を参照して説明したが、併記の特許請求の範囲に記載の本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多くの変形および変更を行い得ることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
情報を受信しリンクおよび表示プロセッサユニット（ＬＤＰＵ）４０と情報を交換するコックピット交通情報表示（ＣＤＴＩ）３０を備える交通監視および表示システムの一実施形態のコンポーネントの線図である。
【図２】
各種ターゲット状態およびターゲット状態遷移を示す拡張状態遷移図であり、円は取得状態１２０等異なるターゲット状態を表し、異なる状態間の矢印は、情報向上遷移２７２等ターゲット状態での遷移を表す。
【図３】
ＮＵＣｐ８０の決定に使用されるタイプコード８４を含む１つのタイプのＡＤＳ−Ｂ空中位置メッセージ８３の構成要素を示す簡略図である。
【図４Ａ】
図４Ａは、２つのターゲットおよび自機１００に相対するそれらの位置を含むターゲット情報のディスプレイ３２を示す。
【図４Ｂ】
図４Ｂは、ターゲット状態の変化および対応するターゲットアイコンの変化が行われた後の、図４Ａの後のディスプレイ３２を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004503033.tif 000036
【国際調査報告】
2004503033.tif 000037
2004503033.tif 000038