具体实施方式

本文公开了用于在飞机的飞行期间协助飞行员的系统和方法。在各种实施例中，本文公开的系统和方法能够通过提供可视化技术来以减少对在主飞行显示器(PFD)或其它类型的飞机显示器上使用的传统显示字符和符号学的干扰的方式显示文本对象而改进飞机驾驶舱的操作。在一些实施例中，本文公开的系统和方法可以使得能够对于与立即动作标志相关联的文本对象实现高显著性，同时例如在需要显著的飞行员注意的逃生机动之前或期间限制飞行员的注意力分散。在一些实施例中，本文公开的系统和方法能够允许文本对象的显著性与关联的警报级别相称。在一些实施例中，本文公开的系统和方法能够允许以重叠但清晰且有效的方式同时显示文本对象和/或图形对象。

在一些实施例中，本文公开的系统和方法能够在相对较高的工作负荷的飞行阶段期间增强飞行员的态势感知。态势感知的这种增强能够通过帮助减少飞行员出错的可能性来改进飞行安全性。能够在飞机的各个操作(例如，飞行)阶段期间使用本文公开的系统和方法。

通过参考附图描述各种实施例的各方面。

图1示出示例性飞机10和可以为飞机10的一部分的驾驶舱12的部分示意表示。飞机10可以是公司、私人、商务或任何其它类型的飞机。例如，飞机10可以是固定机翼或旋转机翼飞机。在一些实施例中，飞机10可以是窄体双发动机喷气客机或(例如，超远程)商务喷气机。飞机10可以是远程控制的无人机。驾驶舱12能够包括比本文示出并描述的元件更多的元件或更少的元件。驾驶舱12能够包括旨在由飞机10的飞行员(有时称为“机长”)使用的左侧部分12A和旨在由飞机10的副飞行员(有时称为“副驾驶员”)使用的右侧部分12B。如本文所引用的，术语“飞行员”旨在包含在飞机10上或离开飞机10在飞行期间负责飞机10的操作的个人。左侧部分12A和右侧部分12B能够具有功能上相同的部件，使得能够在驾驶舱12的左侧部分12A和右侧部分12B之间提供至少一些操作冗余。

驾驶舱12能够包括提供相应的显示区域的一个或多个显示设备14A、14B(在本文中通常称为“显示设备14”)。在图1中所示的驾驶舱12的示例性配置中，左侧部分12A和右侧部分12B能够各自包括两个俯视显示设备14A(在下文中以单数称为“HDD 14A”)并且能够在驾驶舱12的基座区域16中提供附加HDD 14A。在基座区域16中提供的HDD 14A能够在飞机10的正常操作期间由两个飞行员共享。HDD 14A能够包括一个或多个阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子体显示器、基于发光二极管(LED)的显示器或适合于在驾驶舱12中使用的任何类型的显示设备。HDD 14A能够被配置成动态地显示关于飞机10各种系统的(例如实时)信息、与飞行/任务计划有关的信息、地图以及在飞机10的操作期间可能对飞行员有用的任何其它信息。HDD 14A能够经由合适的图形用户界面促进飞行员与飞机10的各种系统之间的对话。驾驶舱12能够包括一个或多个数据输入设备，诸如例如一个或多个光标控制设备18、允许飞行员键入数据的一个或多个多功能键区20。在一些实施例中，一个或多个HDD 14A能具有触敏显示区域以允许用户通过飞行员触摸适用的显示区域来输入。

驾驶舱12也能够包括一个或多个平视显示设备14B(在下文中以单数称为“HUD14B”)，这些平视显示设备可以是能够呈现数据而无需飞行员将他的/她的视点从飞机10的挡风玻璃移开的透明显示器。HUD 14B能够在飞行员的头部被定位“向上”并向前看的同时，而不是成一定角度向下看下部仪器或诸如HDD 14A的显示器，向飞行员呈现信息。在各种实施例中，驾驶舱12的右侧部分12A和左侧部分12B能够各自具有HUD 14B，或者可替选地，驾驶舱12能够包括例如设置在驾驶舱12的左侧部分12A中的仅一个HUD 14B。HUD 14A可以是固定式显示器或头戴式显示器(包括头盔式显示器)。在各种实施例中，HUD 14B能够包括被配置成在荧光屏上生成图像的CRT、诸如由LCD屏幕调制以显示图像的LED的固态光源、直接在组合器中生成图像的光波导、或被配置成在透明介质上显示图像的扫描激光器。

应理解，本公开的各方面，包括文本对象的显示，不限于作为驾驶舱12的一部分或者在飞机10上的一个或多个显示设备14。例如，可替选地或此外，能使用位于飞机10之外并用于远程控制飞机10的系统和/或显示设备14来在飞机10之外执行文本对象的显示和关联的步骤。例如，能在飞机10与远离飞机10的位置(例如，地面站)之间传送相关信息，以便由远程控制/驾驶飞机10的操作者(即，飞行员)使用。

图2示出示例性系统22的示意表示，该示例性系统可以是飞机10的一部分或者在飞机10之外并且能够通过以减少的分散注意力向飞行员提供增强态势感知来在飞机10的飞行期间协助飞行员。系统22能够与驾驶舱12集成在一起。系统22能够包括在操作上连接到驾驶舱12的一个或多个显示设备14(例如，HDD 14A和/或HUD 14B)的一个或多个计算机24(在下文中以单数表示)。计算机24能够被配置成控制在显示设备14上显示的信息/内容中的至少一些。本文公开的系统22和方法能够与作为PFD操作的一个或多个显示设备14一起使用。因此，能够在一个或多个PFD上显示本文定义的文本对象。

计算机24能够包括一个或多个数据处理器26(在下文中以单数表示)和一个或多个计算机可读存储器28(在下文中以单数表示)，这些计算机可读存储器存储由数据处理器26可执行并被配置成使数据处理器26生成输出的计算机可读指令30，该输出包括用于使飞机10的显示设备14显示一个或多个文本对象32A、32B以及任选地其它文本或图形(即，非文本)对象的一个或多个信号。

计算机24能够接收形式为数据或信息的输入34，该数据或信息能够由数据处理器26根据指令30来处理以便生成用于控制显示设备14的合适的输出。输入34能够包括与飞机10的操作相关联的信息(数据)。飞行员能够使用诸如例如光标控制设备18和/或多功能键区20的一个或多个飞行员输入设备经由手动键入来接收输入34。可替选地或此外，能够从诸如例如导航系统、飞行管理系统、空中数据系统和/或(例如，雷达)高度计的在操作上连接到计算机24的一个或多个数据源(例如，飞机系统36)自动地接收输入34。输入34能够包括经由合适的传感器测量或者从经由此类传感器获取的数据导出的飞机10的工作参数。输入34能够包括指示飞机10的大致实时状态的数据。如本文所使用的术语“大致”可以被应用于修饰能得到许可地变化而不导致与它有关的基本功能变化的任何定量表示。

计算机24可以是飞机10的航空电子套件的一部分并且与飞机10的航空电子部件在操作上集成在一起。例如，在一些实施例中，计算机24能够被配置成执行除本文描述的功能外的附加功能，包括对飞机10的驾驶舱12和/或其它部分的一个或多个图形用户界面的管理。能使用多个计算机24或数据处理器26来执行本文公开的方法(或其部分)，或者可替选地，能完全使用单个计算机24或数据处理器26来执行本文公开的方法(或其部分)。在一些实施例中，计算机24能与显示设备14物理上集成在一起(例如，嵌入在其中)。

数据处理器26能够包括被配置成使一系列步骤由计算机24执行以便实现计算机实现的过程使得指令30当由计算机24执行时能够使在本文描述的方法中指定的功能/行为被执行的任何合适的设备。数据处理器26能够包括例如任何类型的通用微处理器或微控制器、数字信号处理(DSP)处理器、集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)、可重新配置的处理器、其它合适地编程或可编程的逻辑电路或它们的任何组合。

存储器28能够包括任何合适的已知或其它机器可读存储介质。存储器28能够包括非暂时性计算机可读存储介质，诸如例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，或上述的任何合适的组合。存储器28能够包括位于计算机24内部或外部的任何类型的计算机存储器的合适的组合。存储器28能够包括适合于可检索地存储可由数据处理器26执行的机器可读指令30的任何存储手段(例如，设备)。

图3示出使用系统22在显示设备14上显示的PFD的示例性表示。在各种实施例中，在显示设备14上示出的PFD表示能够包括下列中的一个或多个：空速指示器38、有时称为“ADI”的姿态指示器40、侧滑指示器42、高度计44、垂直速度指示器46、转弯指示器48、水平状况指示器(未示出)、飞行路径矢量(未示出)和飞行指引器(未示出)。通常用作姿态指示器40的显示设备14的区域能够大致实时地向飞行员通知飞机10的俯仰和横滚特性以及飞机10相对于地平线的定向。姿态指示器40能够通常在中心位于PFD表示中。

在显示设备14的各个区域和指示器中呈现的信息能够基于与飞机的操作相关联并且作为输入34接收的实时数据。能够使用图形对象(例如，线、符号或其它非文本对象)和/或文本对象来呈现信息。在一些实施例中，系统22能够被配置成以一个或多个“常规的”第一字体大小在PFD表示中呈现一个或多个第一文本对象32A并且以与任何第一文本对象32A的第一字体大小相比一个或多个显著较大的第二字体大小在同一PFD表示中呈现一个或多个第二文本对象32B，任何第一文本对象32A被与第二文本对象32B同时地显示在PFD表示中。第一文本对象32A和第二文本对象32B之间的字体大小的显著的大差异(以及任选地本文公开的其它视觉特性)能够通过在信息类型之间提供相对清晰的视觉分组来帮助飞行员区分所呈现的不同类型的信息。在一些实施例中，第一字体大小的第一文本对象32A能够与主飞行信息相关联，这些主飞行信息能够包括俯仰标度、飞行路径矢量、飞行指引器以及速度指示和高度指示。可以将主飞行信息定义为本领域的技术人员已知为所有PFD共有的基本飞行参数，并且包括空速、垂直速度、姿态和高度中的至少一个。

在一些实施例中，第二字体大小的第二文本对象32B能够与感知类型的信息相关联，这些感知类型的信息能够包括例如沿着标度的警报消息和数字值。能够将感知类型信息定义为不是主飞行信息(即，除其以外)的信息。

如本文所引用的字体大小旨在表示在显示设备14上示出的字体的整体大小(通常为高度)。能够以点(pt)大小测量字体大小，该点大小是文字的垂直测量，其中72点等于一英寸(25.4mm)。在一些实施例中，第二文本对象32B的第二字体大小可以是第一文本对象32A的第一字体大小的至少2.5倍。在一些实施例中，第二文本对象32B的第二字体大小可以是第一文本对象32A的第一字体大小的三倍或更多倍。在一些实施例中，第二文本对象32B的第二字体大小可以是第一文本对象32A的第一字体大小的四倍或更多倍。在一些实施例中，第二文本对象32B的第二字体大小可以是第一文本对象32A的第一字体大小的五倍或更多倍。在一些实施例中，第二文本对象32B的第二字体大小可以是第一文本对象32A的第一字体大小的多达十倍。在一些实施例中，第二文本对象32B的第二字体大小可以是在第一文本对象32A的第一字体大小的2.5倍和十倍之间。在一些实施例中，第二文本对象32B的第二字体大小可以是在第一文本对象32A的第一字体大小的2.5倍和八倍之间。在一些实施例中，第二文本对象32B的第二字体大小可以是在第一文本对象32A的第一字体大小的三倍和六倍之间。在一些实施例中，第二文本对象32B的第二字体大小可以是在第一文本对象32A的第一字体大小的2.5倍和五倍之间。在各种实施例中，第二文本对象32B的第二字体大小可以是第一文本对象32A的第一字体大小的约2.5倍、约三倍、约四倍、约五倍、约六倍、约七倍、约八倍、约九倍或约十倍。

除了字体大小之外，第二文本对象32B的其它特性也能够用于实现所期望的视觉效果。例如，能够选择第二文本对象32B的特性，使得主飞行信息未被第二文本对象32B过分遮挡(例如，掩蔽或覆盖)，并且飞行员的眼睛扫描图案也未被过分干扰。例如，能够选择第二文本对象32B的特性以提供适当级别的显著性和突出性以使第二文本对象32B变得可与其周围环境区分开。在一些实施例中，能够选择第二文本对象32B的特性以实现不会过分粗或醒目并且也不会长时间捕获飞行员的眼睛扫描图案的视觉效果。也能够选择第二文本对象32B的特性以便在与能够与文本对象32B并置的其它图形或文本对象组合时不创建假图像。

第二文本对象32B的特性能够包括下列中的一种或多种：在显示设备14的显示区域内的定位、字体大小、字体样式、粗体字符的使用、实心或空心字符的使用、颜色、阴影、字符的透明度级别、闪烁、消隐、对比度、颜色饱和度的动态变化、用于从显示设备14引入并移除第二文本对象32B的淡化动画以及与在显示设备14上示出的其它文本对象或图形对象的重叠。阴影能够包括图案化且实心的图形覆盖图，而无论是不透明的还是部分透明的。在系统22的操作期间，由计算机24生成的用于在显示的设备14上显示第二文本对象32B的命令能够表示一串文本字符、它们在显示设备14的显示区域内的位置以及指定与所期望的视觉效果相对应的视觉特性的一种或多种属性。

参考图3，第二文本对象32B可以是诸如“27”、“30”和“33”的数字值，这些数字值定义沿着在PFD表示中显示的水平线的航向标度。能够将第二文本对象32B显示在也包括姿态指示器40的显示区域中。能够选择第二文本对象32B的视觉特性以展示与由第二文本对象32B表示的信息所关联的警报级别(紧急性)相称的显著性级别。在此实施例中，第二文本对象32B具有相对较高的透明度级别并且具有被选择成与相对较低的警报级别相对应的颜色(例如，白色)。虽然第二文本对象32B将预定信息有效地传达给飞行员，但是它们未过分分散飞行员的注意力并且也未显著地遮挡在显示设备14上显示的其它主飞行信息。

第二文本对象32B能够被定位在PFD表示中并与在同一显示区域中显示的其它文本对象(例如，第一文本对象32A)和/或图形对象(例如，线和符号)成重叠关系。换句话说，一个或多个第二文本对象32B能够与一个或多个第一文本对象32A或其它对象并置。因此，不需要将由第二文本对象32B表示的消息呈现在没有其它对象的显示区域的区域中。在所示示例中，数字值“30”与作为姿态指示器40的俯仰标度的一部分的水平线成重叠关系。在各种实施例中，能够将第二文本对象32B显示成覆盖其它对象或者在其它对象下方。在一些实施例中，第一文本对象32A和第二文本对象32B能够至少部分地重叠。第二文本对象32B能够具有透明背景区域以便不妨碍第二文本对象32B的字符周围和之间的底层显示。

图4示出使用系统22在显示设备14上显示的PFD的另一示例性表示。第二文本对象32B能够包括来自图3的数字值“27”、“30”和“33”，并且可替选地或此外，包括显示消息“失速”的警报标志。该警报标志能够被显示在也包括姿态指示器40的显示区域中。例如，该警报标志能够被显示在PFD表示的中央区域中并且可以覆盖姿态指示器40的一部分。

警报标志能够与误比较错误、故障或其它时间关键事件相关联。能够选择警报标志的视觉特性以展示与由警报标志表示的信息所关联的警报级别相称的显著性级别。在此实施例中，警报标志具有较低的透明度级别，具有比数字值“27”、“30”和“33”大的字体大小，并且具有被选择成与相对较高的警报级别相对应的颜色(例如，红色)。在各种实施例中，诸如白色、琥珀色和红色的颜色分别能够被用于低、中(小心)和高(警告)警报级别。虽然“失速”警报标志将预定消息和相应的警报级别有效地传达给飞行员，但是警报标志未显著地遮挡在显示设备14上显示的其它主飞行信息，并且也不会将飞行员的凝视拉离主飞行信息，这对于飞行器在处理与警报标志相关联的状况时可以是有帮助的。

警报标志能够被定位在显示设备14的PFD表示中并且与在同一显示区域中显示的其它文本对象(例如，第一文本对象32A)和/或图形对象(例如，线条和符号)成重叠关系。在一些实施例中，能够结合在PFD表示中显示的警报标志生成相应的触觉和/或听觉警报。

图5示出使用系统22在显示设备14上显示的PFD的另一示例性表示。第二文本对象32B能够包括来自图3的数字值“27”、“30”和“33”，或者可替选地或此外，也包括显示消息“拉起”的另一警报标志。该警报标志能够被显示在PFD表示中并且可以覆盖姿态指示器40的一部分。能够选择警报标志的视觉特性以展示与由警报标志表示的信息所关联的警报级别相称的显著性级别。在此实施例中，警报标志具有较低的透明度级别并且具有比被选择成与相对较高的警报级别相对应的数字值“27”、“30”和“33”大的字体大小。虽然“拉起”警报消息将预定消息和相应的警报级别有效地传达给飞行员，但是警报标志不会显著地遮挡在显示设备14上显示的其它主飞行信息并且也不会将飞行员的凝视拉离主飞行信息，这对飞行员在处理与警告标志相关联的飞机10的状况时可以是有帮助的。

能够将警报标志的位置链接到飞机10的特定操作(例如，飞行)阶段。例如，与在另一飞行阶段期间显示相同或其它警报标志相比，能将在进近飞行阶段期间显示的警报标志显示在显示区域上的下部位置处。在一些实施例中，第二文本对象32B的位置能够取决于第二文本对象32B的内容。

图6是用于控制飞机10的(例如，主飞行)显示设备的方法100的流程图。方法100可以是计算机实现的并且使用本文描述的系统22或其它合适的系统来执行。相应地，本文公开的系统22的功能性也适用于方法100并且在下面相对于方法100不重复。方法100能够包括：

使用与飞机10的操作相关联的数据(例如，图2中的输入34)，使PFD表示被显示在显示设备14上，PFD表示包括具有第一字体大小的第一文本对象32A(参见框102)；以及

使显示设备14上的PFD表示包括具有为第一字体大小的2.5倍或更多倍的第二字体大小的第二文本对象32B(请参见框104)。

以上描述仅意在为示例性的，并且相关领域的技术人员将认识到，可以在不脱离所公开的本发明的范围的情况下对所描述的实施例做出变化。在不脱离权利要求的主题的情况下，可以以其它具体形式体现本公开。本公开旨在涵盖并包含技术方面的所有合适的变化。鉴于对本公开的回故，落入本发明的范围内的修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的，并且此类修改旨在落入所附权利要求内。另外，权利要求的范围不应该受示例中阐述的优选实施例限制，而是应该被给予总体上与说明书一致的最广解释。