Method for displaying suitability of future waypoint locations

本発明は、航空機飛行プランを示す方法に関する。

現代の航空機は飛行管理システム（ｆｌｉｇｈｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ（ＦＭＳ））を含むことができる。 ＦＭＳは多種多様な飛行中のタスクを自動化し、その主機能のうちの１つは飛行プランのインフライトマネジメント（ｉｎ−ｆｌｉｇｈｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）である。 飛行プランは、複数のウェイポイントから構成され得る軌道としてモデル化され得る。 ＦＭＳはそれらのウェイポイントに関する入力を操縦士から受け取ることが可能となり得るが、操縦士は、追加されたウェイポイントが実行可能であるかどうかに関連する、または、追加されたウェイポイントが、航空機が飛行するための今後のウェイポイントを選択することにいかに影響し得るかに関連する情報を受け取らない。

一実施形態では、本発明は航空機飛行プランを示す方法に関し、これには、地図上の飛行プランのウェイポイントをディスプレイ上に表示することと、表示されるウェイポイントに基づいて今後のウェイポイントのための適合位置の地図に関連する指示をディスプレイ上に表示することとが含まれる。

本発明の実施形態による、飛行プランおよびディスプレイ指示の一部分がその上に表示され得るようなフライトディスプレイを備える航空機コックピットの一部分を示す斜視図である。

本発明の第１の実施形態による、表示されているディスプレイ指示を示す概略図である。

本発明の一実施形態による、表示されている更新されたディスプレイ指示を示す概略図である。

図１はコックピット１２を有する航空機１０の一部分を示す。 商用航空機が示されるが、本発明の実施形態は、飛行プランを選択および表示するのを可能にするために任意のタイプの航空機で使用され得ることが企図される。 第１のユーザ（例えば、操縦士）がコックピット１２の左側にあるシート１４のところにいてよく、別のユーザ（例えば、副操縦士）がコックピット１２の右側のシート１６のところにいてよい。 種々の計器２０および複数の多機能フライトディスプレイ（ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ ｆｌｉｇｈｔ ｄｉｓｐｌａｙ）２２を有するコックピット計器パネルまたはフライトデッキ１８が操縦士および副操縦士の前方に位置してよく、航空機１０の飛行を補助するために搭乗員に情報を提供することができる。

フライトディスプレイ２２は主フライトディスプレイまたは多機能ディスプレイのいずれかを含むことができ、広範囲の航空機と、飛行と、航行と、航空機１０のオペレーションおよび制御で使用される別の情報とを表示することができる。 フライトディスプレイ２２は、ユーザに対してカラーグラフィックスおよびテキストを表示することが可能となり得る。 フライトディスプレイ２２はこれより少ないまたは多いディスプレイを有すること含めた任意の形でレイアウトされ得、これらは同一面にある必要はなく、また、同じサイズである必要もない。 タッチスクリーンディスプレイまたはタッチスクリーン表面２４がフライトディスプレイ２２内に含まれ得、操縦士および副操縦士を含めて一人または複数人の搭乗員メンバーによって使用され得、航空機１０のシステムと相互作用する。 マウスなどの１つまたは複数のカーソル制御デバイス２６と、１つまたは複数の多機能キーボード２８とがコックピット１２内に含まれ得、やはり、航空機１０のシステムと相互作用するように一人または複数の搭乗員メンバーによって使用され得ることが企図される。

制御装置３０が、フライトディスプレイ２２と、タッチスクリーン表面２４と、カーソル制御デバイス２６と、キーボード２８とを含めた、航空機１０の構成要素に動作可能に連結され得る。 制御装置３０はまた、航空機１０の別の制御装置（図示せず）にも接続され得る。 制御装置３０はメモリを含むことができ、このメモリには、ランダムアクセスメモリ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ））、リードオンリーメモリ（ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ））、フラッシュメモリ、または、ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの１つもしくは複数の異なる種類のポータブル電子メモリ（ｐｏｒｔａｂｌｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｍｅｍｏｒｙ）、あるいは、これらのタイプのメモリの任意適当な組み合わせが含まれてよい。 制御装置３０は、グラフィカルユーザインターフェース（ｇｒａｐｈｉｃａｌ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＧＵＩ））およびオペレーティングシステムを組み込むために任意適当なプログラムを走らせることができる処理ユニットを含むことができる。 これらのプログラムは、通常、オプションを選択すること、コマンドおよび別のデータを入力すること、ファイルを選択して開くこと、ならびに、タッチスクリーン表面２４を介してアイコンを移動させることなどといったように、ユーザがタッチスクリーン表面２４上で機能を実施するのを可能するためのデバイスドライバを含む。 制御装置３０はＦＭＳの一部分であってよく、または、ＦＭＳに動作可能に連結されてもよい。

制御装置３０はプロセッサ３２およびメモリ３４を含むことができる。 情報のコンピュータ検索可能データベースがメモリ３４内に記憶され得、プロセッサ３２によりアクセス可能である。 プロセッサ３２は、データベースを表示するかまたはデータベースにアクセスするために、１組の実行可能命令を走らせることができる。 別法として、制御装置３０は、情報のデータベースに動作可能に連結され得る。 例えば、そのようなデータベースが代替のコンピュータまたは制御装置に記憶されてよい。 データベースが、複数のセットのデータを有する単一のデータベース、一体にリンクされる複数の別個のデータベース、またはさらには、データの単一のテーブルを含めた、任意適切なデータベースであってよいことを理解されよう。

データベースは、地形特有の地勢（ｇｅｏ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｔｅｒｒａｉｎ）と、滑走路および空港レイアウトを含む人工物体と、航空交通情報を含む追加の画像と含むことができる画像データを記憶することができる。 データベースが多数のデータベースを組み込むことができること、または、データベースが、実際には、地勢データベースと、人工障害物データベースと、地政学的データベースと、水文データベースと、別のデータベースとを含む多数の別個のデータベースであってよいことが企図される。 制御装置３０が、複数のデータベースから得られる情報および画像データからイメージを作ることにより、イメージを検索してディスプレイ上に表示することが企図される。 データベースはまた、滑走路データと、航空機性能データと、エンジン性能データと、最新気象条件と、過去の性能データとを含むことができる。 このデータは、航空機の性能属性、地理的制約、および、気象制約として記憶され得る。

別法として、データベースは制御装置から分離され得るが、それでも制御装置３０によってアクセスされ得るように制御装置３０に連絡され得ることが企図される。 例えば、データベースがポータブルメモリデバイス上に包含され得、そのような場合、フライトデッキ１８がポータブルメモリデバイスを受けるためのポートを含むことができ、また、そのようなポートが、制御装置３０がポータブルメモリデバイスの内容を読み取ることができるようにするために、制御装置３０に電子的に連絡されることが企図される。 また、データベースが通信リンクを介して更新され得ること、および、この場合、航空交通画像に関する情報などの実時間情報がデータベースに含まれ得、またそのような航空交通画像に関する情報が制御装置３０によって表示されるイメージ内に含まれ得ることが企図される。

さらに、このようなデータベースが航空機１０から離れた、エアラインコントロール（ａｉｒｌｉｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）またはフライトオペレーションデパートメントコントロール（ｆｌｉｇｈｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ）（図示せず）などの場所または別の場所に配置され得ること、および、制御装置３０が、データベース情報が制御装置３０に提供されるときに使用され得る無線ネットワーク（図示せず）に動作可能に連結され得ることを企図される。 例えば、気象データは、実時間気象データまたは予報される気象データを包含することができる気象データベースから得られる。 このような気象データベースは、特定の気象に関連する現象（例えばとりわけ、風速、風向、気温）に関する情報、および、視界に関するデータ（例えば、霧、雲など）、降雨（雨、あられ、雪、みぞれなど）、ならびに、別の気象学情報を含有することができる。 航空機が所望の軌道に正確に従うことができるようにすることを目的として軌道計算するのに、空気温度、風向および風速を考慮しなければならないことから、気象データベースは、局所的な空域の３Ｄの実時間気温・風モデル、さらには、４Ｄの予報されるデータを含むことができる。 気象データベースは、特定の緯度、経度および高度に基づいた、そのような実時間気象データまたは予報される気象データを記憶し得る。

運転中、航空機１０の周囲状況または今後の航空機１０の周囲状況を図的に表すために、飛行プラン情報のウェイポイントに基づいて、制御装置３０は、操縦士からの入力、データベース、および／または、エアラインコントロールまたはフライトオペレーションデパートメントからの情報を利用することができる。 例えば、図２に示されるように、地図４０がフライトディスプレイ２２上に表示され得る。 地図４０が種々の形で図的に示され得ること、および、操縦士が決定を行うのをより良好に補助するために、滑走路などの種々の物体がフライトディスプレイ２２上に示され得ることが理解されよう。 さらに、地図４０は、２Ｄ地図、３Ｄ地図、地形図などを含めた任意の種々の形態をとることができる。

ウェイポイント４２を含む飛行プランの複数の部分が地図４０上に表示され得る。 さらに、航空機１０の最新位置および／または航空機１０の最新軌道が決定され得、地図４０またはウェイポイント４２はそれらに基づいていてよい。 指示５０などの指示が地図４０に関連してフライトディスプレイ２２上に表示され得る。 指示５０は、表示されるウェイポイント４２に基づいて今後のウェイポイントのための適合位置の指示を含むことができる。

とりわけ、今後のウェイポイント配置（ｗａｙｐｏｉｎｔ ｐｌａｃｅｍｅｎｔ）の適合性が、気象、地勢、固定障害物、移動障害物、および、航空機の飛行特性または性能属性、のうちの少なくとも１つに基づいて、制御装置３０によって決定され得る。 このようにして、制御装置３０は、これらの情報を考慮してフライトディスプレイ２２上に表示するための指示を作ることができる。 本発明の実施形態は、今後のウェイポイント配置のための適合位置を評価するために、地勢、気象および追加の情報のデータベースを使用することができる。 さらに別の一実施例では、制御装置３０は、前のウェイポイントがフライトディスプレイ２２上に示されていない場合でも、表示されるウェイポイント４２および飛行プラン内の少なくとも１つの前のウェイポイントに基づいて指示を決定することができる。 前のウェイポイントはユーザによって選択されるウェイポイント、あるいは、ＦＭＳまたはエアラインオペレーションセンターからアップロードされるウェイポイントであってよく、前のウェイポイントはまた、航空機１０の最新位置を含むことができる。 より具体的には、今後のウェイポイント配置の適合性を決定するために、表示されるウェイポイント４２および前のウェイポイントの両方に関連する情報が制御装置３０によって利用され得る。 前のウェイポイントの情報は、表示されるウェイポイントを基準として航空機１０の機首方位に関する共に機能させるべき追加の情報を制御装置３０に与えることができる。 より具体的には、制御装置３０は、今後のウェイポイント配置のための位置の適合性を決定する際にこれらの情報を使用する。 制御装置３０は、航空機１０が今後のウェイポイントを含む飛行プランで移動する場合に、航空機パラメータまたは空域パラメータを超えるがどうかを決定することにより今後のウェイポイント位置の適合性を決定することができる。

また、操縦士の制約またはエアラインの制約は、今後のウェイポイント配置のための位置の適合性を決定してその指示を作る際に、制御装置３０によって検討され得る。 例えば、操縦士の飛行時の優先対象（ｐｉｌｏｔ'ｓ ｆｌｉｇｈｔ ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）は１種類の制約となり得る。 操縦士が山の特定の範囲内を飛行することを好まない場合、制御装置３０が、今後のウェイポイント配置のための位置の適合性を決定してその指示を作る際にそれらの情報を利用することができる。 特定の位置において制約を超える場合、その指示が、そのような位置が非適合であることを指示することができる。

実施中、情報あるいは１つまたは複数の制約が、１組の実行可能命令を含むコンピュータプログラムに変換され得るアルゴリズムに変換され得、このコンピュータプログラムは制御装置３０によって実行され得、ここでは制御装置３０は、ＦＭＳに入れられるウェイポイントにアクセスすることができる。 このようにして、１つまたは複数の特定のウェイポイントが制約と比較され得、それにより、ウェイポイントが制約を満たすかどうかの決定が行われ得る。 制約を満たす場合、ウェイポイントが適合であるとみなされ得る。

表示される指示は、今後のウェイポイント配置のための少なくとも１つの潜在エリアを画定することができる。 示される実施例では、ディスプレイ指示は、今後のウェイポイント配置のための複数の潜在エリアを概略的に示す。 例えば、今後のウェイポイント配置のための第１の潜在エリアが指示５０として概略的に示されている。 第１の潜在エリアの指示５０は、その中の今後のウェイポイント配置が許容されることを指示することができる。 今後のウェイポイント配置のための第２の潜在エリアが指示６０として概略的に示されている。 第２の潜在エリアの指示６０は、そのような位置が今後のウェイポイント配置のために選択され得る一方で、操縦士がウェイポイントのためのそのような位置を選択することを望まなくてもよいことを指示することができる。 例えば、そのような位置は、暴風雨前線内にある可能性があり、そのエリア内で別の航空機の飛行プランに交差する可能性があり、航空機１０に急勾配のバンクを要求するものである可能性があり、特別な空域内に入っている可能性があり、さらには、別のシナリオである可能性もある。 さらに、第２の潜在エリアの指示６０は、今後のウェイポイント配置のための第２の潜在エリアが、航空機１０の高度を変更させることまたは航空機１０の運転パラメータの何らかの別の変更を行うことを要求することができること、を指示することができる。

概略的に示すことに加えて、または、概略的に示すことの代替案として、表示される指示が、今後のウェイポイントのための適合位置を指示するためにカラーコード化される指示を含むことができることが企図される。 例えば、赤色の指示は、今後のウェイポイント配置に適合しない位置を指示することができ、緑色の指示は、今後のウェイポイント配置に適合する位置を指示することができる。 さらに、黄色の指示は、航空機のオペレーションに何らかの変更を行うことを要求する位置を指示することができる。 示される実施例では、指示５０として示される、今後のウェイポイント配置のための第１の潜在エリアは、緑色などの色を示してよい指示５２を含む。 指示６０として示される、今後のウェイポイント配置のための第２の潜在エリアは、黄色などの色を示してよい指示６２を含む。

また、カラーコード化される指示を含む指示は、今後のウェイポイント配置のためのエリアの制限を指示するのに使用され得る。 示される実施例では、指示５０として示される今後のウェイポイント配置のための第１の潜在エリアと指示６０として示される今後のウェイポイント配置のための第２の潜在エリアの両方が、今後のウェイポイント配置のための許容されるエリアを含むことができる。 指示５０および指示６０は、今後ウェイポイント配置の制限によって差異化され得る。 例えば、指示５０は、今後のウェイポイント配置が指示６０によって概略的に示されるエリアより制限されないようなエリアを概略的に示すことができる。

また、指示は、指示７０などの、今後のウェイポイント配置に適合しないエリアを示すこともできる。 例えば、指示７０によって指示されるエリアが制限される空域である、または、航空機１０が、地勢、気象、あるいは、航空機１０の飛行特性または性能属性を原因として、指示７０によって示されるエリアに到達できないなどの場合に、指示７０が作られ得る。 そのエリアがフライトディスプレイ２２上で非適合として標識化され得ることをも含めて、非適合エリアを指示するために、任意適切な指示が使用され得る。 さらに、このエリアは、このエリアの非適合性を指示するために、灰色表示され得るか、または、赤色などを用いてカラーコード化され得る。 さらに、制御装置３０は、今後のウェイポイント配置からそのエリアを遮断することができる。

さらに、今後のウェイポイント配置のための緊急オプションがフライトディスプレイ２２上の指示によって指示され得ることも企図される。 このような緊急オプションは通常時は選択されるのに非適合であってよいが、緊急事態が発生したときには適合として指示され得る。

次に図３を参照すると、ユーザが示されるウェイポイント４４などのウェイポイントを選択することができること、および、そのような選択が制御装置３０によって受信され得、制御装置３０がその選択されたウェイポイント４４をフライトディスプレイ２２上に表示してそれに基づいて指示を更新することができること、が企図される。 ユーザが、フライトディスプレイ２２を形成するタッチスクリーン２４上の位置をタッチすることによるか、カーソル制御デバイス２６を使用してその位置を選択することによるか、または、多機能キーボード２８を使用することにより、選択されるウェイポイント４４を入力することができることが企図される。 そのウェイポイントが選定される場合、制御装置３０が、入れられるそのウェイポイントに基づいて、今後のウェイポイントのためのエリアの適合性の視覚表示をユーザに提供するために指示を更新することができる。 例えば、指示５０、５２、６０、６２および７０はすべてウェイポイント４４を選択することに基づいて更新されている。 示されないが、フライトディスプレイ２２上の地図４０の図的表示も更新され得る。 例えば、地図４０の図的表示は、地図４０の追加の部分または別の部分を操縦士が見ることができるようにするために、シフトされ得る。

また、ユーザがウェイポイントを選択または入力してそのウェイポイントをフライトディスプレイ２２上の絵を基準にして移動させ得ることが企図される。 制御装置３０は、ウェイポイントが移動されることに従って、表示される指示を更新することができる。 これにより、今後のルート選定においてユーザが最も適合したウェイポイントを見つけることが可能となり得る。

例示のために３つの別個のエリアが示されているが、フライトディスプレイ２２上に任意の数の指示が含まれ得ることが理解されよう。 さらに、これらの指示には、今後のウェイポイント配置の適合性に関して操縦士が同一の結論に到達するのを可能にするような、任意の数の図的手法または説明的手法が含まれ得る。

上述の実施形態は種々の利益を提供し、これには、表示される情報が、操縦士が飛行プランを作るときにどのウェイポイントが所望の飛行プランに関して最も高い自由度を得るのを可能にするのかの予測を操縦士に提供することができることが含まれる。 例えば、操縦士は、ウェイポイント情報、地図情報および指示の提供を受け、それらにより、操縦士は、実行可能性を評価してウェイポイント選択の効果をランク付けすることができる。 このような図的表示は、入力されるウェイポイントと、地勢と、気象と、今後のウェイポイント位置の適合性に影響し得る飛行特性などの別の情報とに基づいていてよい。 これにより、地勢、気象、および、別の飛行特性に関連して選択されるウェイポイントのいかなる問題をも搭乗員が認識することが可能となり得る。 飛行プランを選択する際にユーザがこのデータを手作業的に確認する必要がないことから、上記の実施形態はパイロットインターフェースを単純化し、時間を節約するのを可能にする。

ここに記載される説明は、最良の形態を含めた本発明を開示するために、さらには、任意のデバイスまたは任意のシステムを製造および使用することならびに採用される任意の方法を実施することを含めて、当業者が本発明を実施するのを可能にするために、複数の例を使用する。 特許を受けることができる本発明の範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者には思い付く別の例を含むことができる。 このような別の例は、特許請求の範囲の文字通りの意味と違わない構造的要素を有する場合には、または、特許請求の範囲の文字通りの意味とほぼ違わない等価の構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲の範囲内にあることが意図される。

１０ 航空機 １２ コックピット １４ シート １６ シート １８ フライトデッキ ２０ 計器 ２２ フライトディスプレイ ２４ タッチスクリーン表面 ２６ カーソル制御デバイス ２８ 多機能キーボード ３０ 制御装置 ３２ プロセッサ ３４ メモリ ４０ 地図 ４２ ウェイポイント ４４ ウェイポイント ５０ 指示 ５２ 指示 ６０ 指示 ６２ 指示 ７０ 指示