飞行器飞行计划方法、相关联计算机程序产品和计划系统

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飞行器飞行计划方法、相关联计算机程序产品和计划系统
申请号	CN201910910570.7	申请日	2019-09-25	公开(公告)号	CN110956855A	公开(公告)日	2020-04-03
申请人	泰雷兹公司;			发明人	弗洛朗·曼尼切特; 瓦莱丽·鲍特;
摘要	本发明涉及飞行器飞行计划方法、相关联计算机程序产品和计划系统。计划飞行员驾驶的飞行器(14)的飞行的方法，飞行器(14)包括限定显示平面(P)并显示表示三维表面(S)的图像的触觉型下视显示器(22)，三维表面(S)从显示平面看是透视的且根据显示参数(α)相对于显示平面设置。该方法包括以下步骤：获取与显示屏上的触觉位移有关的信息；将与触觉位移有关的信息与位于显示平面中的第一组点(E1)相关联；将第一组点投影到所显示的三维表面(S)上，以获得位于该三维表面上的第二组地理点(E2)；以及显示表示第二组的图像。
权利要求	1.一种计划飞行器(12)的飞行的方法，所述飞行器(12)可由至少一个飞行员(14)控制并且包括触觉型下视显示屏(22)，所述显示屏(22)限定平面显示装置(P)并且显示表示三维表面(S)的图像，所述三维表面(S)从所述显示平面(P)看是透视的并且根据至少一个显示参数(α)相对于该显示平面(P)设置；其中，所述方法包括以下步骤：获取与所述飞行员(14)在所述下视显示屏(22)上做出的触觉位移有关的信息；将与所述飞行员(14)的触觉位移有关的信息与位于所述显示平面(P)中的第一组点(E1)相关联；将所述第一组点(E1)投影到所显示的三维表面(S)上，以获得位于该三维表面(S)上的第二组地理点(E2)；以及显示表示所述第二组点(E2)的图像。 2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述三维表面(S)对应于所述飞行器(12)所飞过的地带的地形。 3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在与所述显示平面(P)正交的投影方向上执行将所述第一组点(E1)投影到所述三维表面(S)上。 4.根据权利要求1或2所述的方法，还包括将所述第二组点(E2)发送到所述飞行器(12)的远程系统(42)的步骤。 5.根据权利要求1或2所述的方法，还包括从所述飞行器(12)的远程系统(42)接收至少第三组地理点(E3)的步骤，以及将所述第三组点(E3)显示在所述下视显示屏(22)上的步骤。 6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述飞行员(14)沿着闭合线的触觉移动期间获取的信息是由所述闭合线限定的内表面。 7.根据权利要求1或2所述的方法，包括通过所述飞行员(14)提供的信息启动或取消显示的步骤。 8.根据权利要求1或2所述的方法，包括将所述第二组点(E2)存储到所述飞行器(12)外部的存储器(44)中的步骤。 9.一种计算机程序产品，包括软件指令，所述软件指令在被计算机设备实施时实施根据权利要求1或2所述的方法。 10.一种计划系统(10)，其设计成嵌入在飞行器(12)中，所述飞行器(12)可由至少一个飞行员(14)控制并且包括触觉型下视显示屏(22)，所述下视显示屏(22)限定平面显示(P)并且显示表示三维表面(S)的图像，所述三维表面(S)从所述显示平面(P)看是透视的并且根据至少一个显示参数(α)相对于所述显示平面(P)设置；其中，所述计划系统(10)包括：获取模块(32)，其设计用于获取所述飞行员(14)在所述下视显示屏(22)上执行的触觉位移；处理模块(34)，其设计用于将与所述飞行员(14)的触觉位移有关的信息与第一组点(E1)相关联，所述第一组点(E1)位于所述显示平面(P)中；投影模块(36)，其设计用于将所述第一组点(E1)投影到所显示的三维表面(S)上，以获得位于该三维表面(S)上的第二组地理点(E2)；以及输出模块(38)，其设计用于显示表示所述第二组点(E2)的图像。
说明书全文	飞行器飞行计划方法、相关联计算机程序产品和计划系统【技术领域】 [0001] 本发明涉及一种用于计划飞行器的飞行的方法，该飞行器可由至少一个飞行员驾驶并且包括触觉型下视显示屏。 [0002] 本发明还涉及一种计算机程序产品和相关联的调度系统。【背景技术】 [0003] 众所周知，通过限定飞行计划和飞行器需要遵循的计划轨迹来在起飞前计划飞行器的飞行。然而，重要的是，在飞行器飞行期间，飞行员可以根据诸如其它飞行器或地理障碍等各种外部因素来调整计划轨迹。 [0004] 另外，某些飞行计划工具使得可以在地图上注释和绘制各种因素，使飞行员能够更容易识别关注因素。 [0005] 然而，这些注释并非总是非常精确，如果没有在飞行员方面进行适当的修正，也并非总能被纳入考虑。因此，对飞行员来说，不容易考虑这些因素以更好地适应他的轨迹。 [0006] 本发明旨在方便识别飞行员需要考虑的飞行器外部的因素，以便于在飞行期间计划飞行器的轨迹。【发明内容】 [0007] 为此，本发明涉及一种用于计划飞行器的飞行的方法，该飞行器可由至少一个飞行员控制并且包括触觉型下视显示屏，该显示屏限定出显示平面并且显示表示透过显示平面看的三维透视表面的图像，该三维透视表面根据至少一个显示参数相对于该显示平面设置；其中，该计划方法包括以下步骤： [0008] 获取与飞行员在下视显示屏上做出的触觉位移有关的信息； [0009] 将与飞行员的触觉位移有关的信息与位于显示平面中的第一组点相关联； [0010] 将第一组点投影到显示的三维表面上，以便获得位于该三维表面上的第二组地理点；以及 [0011] 显示表示第二组点的图像。 [0012] 根据本发明的其它有利方面，该计划方法以单独地或按照任何技术上可行的组合包括以下特征中的一种或多种： [0013] 三维表面对应于飞行器所飞过的地带的地形； [0014] 将第一组点投影到三维表面上发生在与显示平面正交的投影方向上； [0015] 该计划方法还包括将第二组点发送到飞行器的远程系统的步骤； [0016] 该计划方法还包括从飞行器的远程系统接收至少第三组地理点的步骤、以及将该第三组点显示在下视显示屏上的步骤； [0017] 在飞行员沿着闭合线的触觉移动期间获取的信息是由该闭合线限定的内表面； [0018] 该计划方法包括基于飞行员提供的信息启动或取消该显示的步骤；以及该计划方法包括将第二组点存储到飞行器外部的存储器的步骤。 [0019] 本发明还涉及一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括软件指令，该软件指令在被计算机设备实现时实现上面所限定的计划方法。 [0020] 本发明还涉及一种计划系统，该计划系统被设计成嵌入在飞行器中，该飞行器可由至少一个飞行员驾驶并且包括触觉型下视显示屏，该下视显示屏限定出显示平面并且显示透过显示平面看的三维透视表面的图像，该三维透视表面根据至少一个显示参数相对于所述显示平面设置；该计划系统包括： [0021] 获取模块，其设计用于获取飞行员在下视显示屏上执行的触觉位移； [0022] 处理模块，其设计用于将与飞行员的触觉位移有关的信息与第一组点相关联，该第一组点位于显示平面中； [0023] 投影模块，其设计用于将第一组点投影到显示的三维表面上，以便获得位于该三维表面上的第二组地理点；以及 [0024] 输出模块，其设计用于显示表示第二组点的图像。【附图说明】 [0025] 本发明的这些特征和优点在参照附图阅读以下仅以非限制性示例给出的说明之后会变得明显，在图中： [0026] 图1示出了根据本发明的嵌入在飞行器中的计划系统的示意图； [0027] 图2示出了图1的飞行器的驾驶舱的侧视示意图； [0028] 图3示出了根据本发明的计划方法的流程图，该方法由图1的显示系统实施；以及[0029] 图4和图5示出了解释图3的方法的某些步骤的实施的示意图。【具体实施方式】 [0030] 图1示出了计划系统10。该系统10嵌入在飞行器12中。 [0031] 本文的术语“飞行器”12指可由来自该飞行器的飞行员14驾驶的任何飞机或直升机或任何其它飞行机器。 [0032] 根据另一示例实施例，飞行器12可以是遥控无人机。在这种情况下，计划系统10设置在控制中心中，例如，陆上的控制中心中，从该控制中心执行对该无人机的驾驶。 [0033] 如图2中可以看到的，飞行器12包括驾驶舱16。 [0034] 驾驶舱16包括至少一个飞行员14座椅18和风挡20，该风挡20至少部分地透明并且将驾驶舱16的内部与飞行器12的外部环境隔开。 [0035] 驾驶舱16还包括下视显示屏22。 [0036] 在有利实施例中，飞行器12还包括飞行管理系统26。 [0037] 如图2中可以看到的，下视显示屏22面向驾驶员14设置在驾驶舱16中。 [0038] 下视显示屏22限定例如对应于其表面的显示平面P。 [0039] 下视显示屏22设计用于在飞行器12中显示信息。 [0040] 下视显示屏22也是触觉型的。其设计用于检测驾驶员14在下视显示屏22上做出的各种触觉移动。 [0041] 飞行管理系统26是飞行器12中的机载计算机，其具有软件，该软件设计用于通过提供例如有关转向、导航、燃料消耗等的信息，在飞行器12的飞行期间协助飞行员14。 [0042] 计划系统10包括获取模块32、处理模块34、投影模块36、输出模块38和内部存储器40。 [0043] 例如，计划系统10的各个模块32、34、36、38是软件的形式，该软件由合适的计算机和/或至少部分由可编程逻辑电路，例如，FPGA(现场可编程门阵列)类型，来实现。 [0044] 获取模块32设计用于获取与飞行员14在下视显示屏22上做出的各种触觉移动有关的信息。 [0045] 获取模块32设计用于将获取到的形状发送给处理模块34。 [0046] 处理模块34设计用于处理与获取模块32所获取的形状相关联的数据。 [0047] 处理模块34还设计用于与投影模块36、输出模块38和飞行管理系统26通信。 [0048] 处理模块34还有利地设计用于与飞行器12的至少一个远程系统42通信。例如，远程元件42可以是周围的飞行器或控制塔，如图1中可以看到的。 [0049] 另外，处理模块34有利地设计用于将数据存储在飞行器12的内部存储器40中。 [0050] 有利地，处理模块34还设计用于将数据发送给飞行器12外部的存储器44以便存储数据。例如，外部存储器44可以是计算机服务器。 [0051] 投影模块36设计用于从处理模块34接收数据，处理这些数据，并且将处理结果发送给处理模块34和输出模块38。 [0052] 输出模块38设计用于通过投影模块36发送的数据将图像显示在下视显示屏22上。 [0053] 现在将参照图3来描述根据本发明的飞行器12的飞行计划显示方法，图3呈现了该方法的步骤的流程图。 [0054] 该方法由计划系统10来实现。 [0055] 首先，将飞行员14安顿在驾驶舱16中。 [0056] 在初始步骤100中，下视显示屏22显示图像。 [0057] 具体地，显示屏22显示表示三维表面S的图像，该三维表面S从显示平面P看是透视的并且根据至少一个显示参数相对于该显示平面P设置。 [0058] 三维表面S包括参考轴A-A'。该参考轴A-A'在参考点B处大致沿着三维表面S的法线延伸。 [0059] 在这种情况下，例如，显示参数是参考轴A-A'与显示平面P之间限定的角度α。 [0060] 因此，如图4和图5中可以看到的，显示参数使得可以改变飞行员14透过显示屏22观察三维表面S时感知到的视角。 [0061] 例如，三维表面S对应于飞行器12所飞过的地带的地形。 [0062] 该地形由一组地理点组成，各个地理点与飞行器12的环境的具体地理位置相关联。各个地理点由其三个地理坐标限定，例如，由其纬度、其经度及其海拔限定。 [0063] 在三个空间维度上显示该地形使飞行员14能够更好地感知飞行器12的环境。 [0064] 当飞行员14在触觉型下视显示屏22上移动至少一个手指时，实施该方法。 [0065] 因此，在步骤110中，获取模块32获取与飞行员14在下视显示屏22上的触觉位移有关的信息。 [0066] 具体地，获取模块32获取与触觉位移相关联的几何形状。 [0067] 获取模块32还检测飞行员14的触觉移动是沿着开放线发生还是沿着闭合线发生。 [0068] 获取模块32然后将与触觉位移相关联的信息发送给处理模块34。 [0069] 在下一个步骤120中，处理模块34将与飞行员14的触觉位移有关的信息与位于显示平面P中的第一组点E1相关联。 [0070] 具体地，在飞行员14沿着开放线的触觉移动期间，第一组点E1因此呈一条线。 [0071] 在飞行员14沿着闭合线的触觉移动期间，第一组点E1因此呈二维区。 [0072] 处理模块34将第一组点E1的位置发送给投影模块36。 [0073] 然后，在下一步骤130期间，投影模块36将第一组点E1投影在所显示的三维表面S上，以便获得位于该三维表面S上的第二组地理点E2。 [0074] 如图4和图5中可以看到的，第一组点E1在环境上的投影有利地发生在与显示平面P正交的投影方向上。 [0075] 投影模块36将第二组点E2的位置发送给输出模块38并且有利地发送给处理模块36。 [0076] 在下一步骤140中，输出模块38将表示第二组点E2的图像显示在下视显示屏22上。 [0077] 然后，计划方法包括启动或取消在屏幕22上显示多组地理点E2、E3的可选步骤150。该确认或取消由处理模块34基于飞行员14所提供的信息来执行。例如，当飞行员14按下显示在屏幕22上的按钮时，获取模块32检测到飞行员14在屏幕上的手指接触并且将相关联的信息发送给处理模块。在一种变体中，飞行员14可以发送语音命令由处理模块34接收。 [0078] 在步骤160期间处理模块34进行确认之后，在步骤150期间，将这组点E2、E3存储在飞行器12的内部存储器40中。 [0079] 有利地，这组点E2、E3在飞行器12外部发送并且存储在飞行器12外部的存储器44中。 [0080] 在步骤130之后，该计划方法有利地包括将这组点E2、E3发送给飞行器12的至少一个远程系统42的步骤170。 [0081] 与步骤100至130并行地，该计划方法有利地包括从飞行器12外部接收至少第三组地理点E3的步骤180。第三组地理点E3由至少一个远程系统42发送，可能与步骤170中的不同。 [0082] 第三组点E3有利地是位于三维表面S上的线或三维区。 [0083] 然后，在步骤140期间将第三组点E3显示在下视显示屏22上。 [0084] 在步骤160之后，在可选步骤190期间，将这组点E2、E3发送给飞行管理系统26。 [0085] 飞行管理系统26然后通过与飞行员14沿着开放线的触觉位移相关联的第二组地理点E2以及有利地通过从远程元件42接收到的至少一个第三组地理点E3，来建立飞行器12的轨迹。 [0086] 在计算该轨迹时，飞行管理系统26通过与飞行员14沿着闭合线的触觉位移相关联的第二组地理点E2以及有利地通过从远程元件42接收到的至少一个第三组地理点E3，来考虑关注的地理区域。 [0087] 要了解，本发明具有多种优点。 [0088] 首先，根据本发明的飞行计划方法使得更容易标识在飞行器12外部的关注要素。 [0089] 事实上，在下视显示屏22上对轨迹和关注区域的触觉界定对于飞行员14而言是非常直观的。 [0090] 另外，以三维的方式表现地形使飞行员能更好地理解飞行器12的环境。 [0091] 因此，本发明也有利于在飞行期间计划飞行器12的轨迹。 [0092] 本发明还改进了在飞行员14与在飞行器12外部的、诸如周围的飞行器或控制塔之类的远程元件42之间的通信。 [0093] 多组三维点E2、E3的共享不需要使用语音，因此使通信和理解更容易。事实上，模式识别是通用的，不取决于飞行员14的语言、文化或年龄。 [0094] 因此，通过本发明，结合远程元件42，容易快速建立起策略或轨迹改变。本发明因此能极大地节省时间，使飞行员14能更好地对意料之外情况的发生做出响应。 [0095] 最后，将地理点E2、E3存储在内部存储器40和外部存储器44中使得可以获得地理点E2、E3的历史记录，并且能随时间与不同距离的元件42共享，以便有利于开发飞行器12未来的飞行。