[发明专利]用于提供增强的HMI导航的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及航空电子设备显示系统，并且更特别地涉及用于提供增强的HMI（人机界面）机制的航空电子设备显示系统和方法，所述增强的HMI机制包括连续的、顺序的和基于时间的导航能力。

背景技术

飞行员面临两个主要任务，即（1）准确地确定当前飞机状态并对之保持持续的感知，所述当前飞机状态包括方向、速度、海拔、位置和它们每一个的变化率；以及（2）快速和准确地控制所述飞机以实行这些参数的变化以便实现飞机的期望状态，例如包括设置或改变飞机的飞行计划。

为此，在飞机上部署的航空电子设备显示系统已被广泛地工程化为以直观和可容易理解的方式视觉地传达大量的飞行信息。在传统的航空电子设备显示系统中，视觉地表现在座舱显示器（例如主飞行显示器、水平地图显示器、垂直情形显示器等）上的许多信息涉及飞机参数（例如主体飞机的航向、偏移、滚转和俯仰）、附近的地理特征（例如山峰、跑道等）和当前的天气状况（例如正在发展的风暴单体）。随着飞行管理系统的引入发生了进一步的改进，所述飞行管理系统是指一类专门化的计算机，其包括预先存储的导航陆标（例如机场）的数据库，或可以表示想象的空中的交叉点（航路点）。

另外，飞行员使用他们当前可获得的诸如天气报告和预报、飞行员报告、NOTAM（航空情报）、关于其它空中交通的信息等之类的信息努力创建未来情形的精确图片。这样的对于战略决策制定有用的信息固有地包括可与位置紧密关联的时间分量，例如（例如20分钟内在特定位置情形将看起来如何？）。

战略信息的管理和最优情形感知是航空航天工业中和之间的重要主题。例如，在FAA的下一代空中运输系统（NextGen）的开发及其欧洲对应项目单一欧洲天空ATM研究（SESAR）中已对此进行了有力的强调，所述两个项目是意图对其各自空域和空中交通管理进行完全革新的并行项目。例如，NextGen将包括1）广播式自动相关监视（ADS-B）合并GPS卫星信号以便向空中交通控制器和飞行员提供准确得多的信息来帮助保持飞机在天空中和在跑道上安全地分开，（2）向飞机和ATM提供用于交通管制飞行许可（clearance）、指令、和改进控制器生产率、增强容量和提高安全性的报告（advisory）的数据链路通信，（3）通过提供跨全国空域的普通天气图片来将与天气有关的延迟减半从而实现更好的决策制定，以及（4）用单个空中/地面和地面/地面语音通信系统替代已使用多年的多个不同的语音切换系统。

当前，战略决策制定由许多信息源支持，所述信息源中的一些包括导航服务提供商（ANSP）、航空公司运营中心。其它的包括例如安装在电子飞行包（EFB）上的各种应用。通常，这样的应用需要机组人员联系来自各种设备的信息；例如，作为NOTAM散布的整合信息，受限空域的公布启用和/或带有未来方位估计的天气信息。这是费时的且需要大量的认知资源；例如，由下拉菜单、工具条、对话框等支持导航机制。因此，在不具有更广泛背景的情况下单独地提供每一条信息不增强所提供信息的时间和局部方面。

鉴于前文所述，将合乎期望的是，提供一种增强的HMI导航机制，其包括连续的（即时间上）、顺序的（即飞行阶段和航路点）和基于时间的（即过去、现在和未来）功能选择。还将合乎期望的是，提供一种增强的HMI导航机制，其可以跨HMI环境（例如利用许多战略应用的EFB）中的所有战略功能和应用而被一致地操作。以这个方式，与位置相关联的时间导航被集成到战略决策支持工具的图形用户界面环境中，以便在制定战略决策时，通过增加舒适度提高可用性，减少工作负荷并提高效率。

将进一步合乎期望的是，提供一种增强的HMI导航机制，其（1）不限于一般地显示天气或预测信息，而且可以显示诸如NOTAM、预测和估计之类的时间和方位相关数据，（2）不仅仅在现在和未来信息之间切换而且提供从过去经现在到未来的顺序和连续的导航，（3）当操纵时间线信息时是可重复使用和一致的，以及（4）提供移动到未来能力，该能力使得能够看到事情将看起来怎样（例如在感兴趣的未来点的剩余燃料估计）并且提供移动到过去能力（例如当它们涉及当前和/或未来的方位时的之前天气趋势）。

还将进一步合乎期望的是，提供时间-屏幕结构，其中所述屏幕包括用于选择功能的菜单条、用于显示取决于应用的内容的背景区域、反馈区域、家按钮、和时间线小部件，时间线小部件控制显示什么并通过向前和向后移动可见的飞行时间框来提供针对当前所选任务/功能的基于时间的导航。

发明内容