【技术领域】
[0001] 本
发明涉及一种用于计划飞行器的飞行的飞行计划方法，该飞行器可由至少一个飞行员控制并且包括
飞行管理系统和触觉型显示屏，该显示屏显示飞行器的环境的地图。
[0002] 本发明还涉及一种计算机程序产品和相关联的计划系统。【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，对轨迹或飞行路径的限定是逐点进行的，要将每个点手动输入到飞行管理系统中。
[0004] 因此，对轨迹进行限定是一个长时间的且不直观的过程。具体地，飞行员在飞行器飞行期间
修改该轨迹或向飞行管理系统添加另外的信息是一项复杂的任务。
[0005] 因此，本发明的目的是改进在飞行管理系统与飞行员之间的通信。【发明内容】
[0006] 为此，本发明的目的涉及一种用于计划飞行器的飞行的飞行计划方法，该飞行器可由至少一个飞行员控制并且包括飞行管理系统和触觉型显示屏，该飞行计划方法包括以下步骤：
[0007] 获取与飞行员在下视显示屏上进行的触觉运动有关的信息项，该下视显示屏显示飞行器的环境的地理地图；
[0008] 将与飞行员的触觉运动有关的信息与地理地图的第一组地理点相关联，该第一组地理点能够被飞行管理系统使用；以及
[0009] 将第一组地理点显示在下视显示屏上。
[0010] 根据本发明的其他有利方面，该飞行计划方法包括以下特征中的一种或多种(单独地或按照任何技术上可行的组合考虑)：
[0011] 该飞行计划方法还包括将第一组地理点传输至离飞行器一段距离的远程系统的数据传输步骤；
[0012] 该飞行计划方法还包括从飞行器外部接收至少一个第二组地理点的数据接收步骤和将该第二组地理点显示在下视显示屏上的显示步骤；
[0013] 该飞行计划方法还包括将第一组地理点显示在飞行器的平视显示屏上的显示步骤；
[0014] 在飞行员沿着闭合线进行触觉运动时获取的信息是由该闭合线限定的内表面面积，第一组地理点因此是飞行管理系统的关注地理区域；
[0015] 该飞行计划方法还包括基于与飞行员沿着开放线进行的触觉运动相关联的第一组地理点来构建在飞行管理系统中编排的飞行器的轨迹的轨迹构建步骤；
[0016] 该飞行计划方法包括飞行员确认或使该显示无效的确认或无效步骤；以及[0017] 该飞行计划方法包括将该组地理点存储在飞行器的内部存储装置中的数据存储步骤。
[0018] 本发明的目的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单元可操作地实现时实现上面所限定的飞行计划方法。
[0019] 本发明的目的还涉及一种飞行计划系统，该飞行计划系统配置为机载安装在飞行器中，该飞行器可由至少一个飞行员控制并且包括飞行管理系统和触觉型下视显示屏，该下视显示屏配置为显示飞行器的环境的地理地图；该计划系统包括：
[0020] 数据获取模
块，其配置为获取飞行员在下视显示屏上进行的触觉运动；
[0021]
数据处理模块，其配置为将飞行员的触觉运动与地图的第一组地理点相关联，该第一组地理点能够被飞行管理系统使用；以及
[0022]
可视化模块，其配置为将第一组地理点显示在下视显示屏上。【
附图说明】
[0023] 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：
[0024] 图1是根据本发明的设置在飞行器中的飞行计划系统的示意图；
[0025] 图2是图1所示飞行器的
驾驶舱的侧视示意图；
[0026] 图3是图2所示驾驶舱的内部的示意图；
[0027] 图4是根据本发明的计划方法的
流程图，该方法通过图1所示的显示系统可操作地实现。【具体实施方式】
[0028] 图1示出了飞行计划系统10。该系统10机载安装在飞行器12中。
[0029] 此处，术语“飞行器”12用于指可由来自该交通工具的飞行员14驾驶的任何飞机或
直升机或其他飞行交通工具。
[0030] 根据另一示例
实施例，飞行器12可以是可远程驾驶或控制的无人机。在这种情况下，计划系统10设置在控制中心(例如，陆基控制中心)中，从该控制中心进行对该无人机的驾驶/控制。
[0031] 如图2中可以看到的，飞行器12包括驾驶舱16。
[0032] 驾驶舱16包括至少一个飞行员14座椅18和挡
风玻璃20，该
挡风玻璃20至少部分是透明的并且将驾驶舱16的内部与飞行器的外部环境12隔开。
[0033] 飞行器12还包括飞行管理系统22和下视显示屏24。
[0034] 在一个有利实施例中，飞行器12还包括平视显示屏26。
[0035] 飞行管理系统22(按照接受的术语)是机载安装在飞行器12中的计算单元，配备有软件应用，该软件应用配置为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。
[0036] 另外，飞行管理系统22还配置为基于飞行员14提供的一组地理点确定飞行器12的轨迹。
[0037] 飞行管理系统22有利地配置为：根据与飞行的成本或持续时间有关的限制条件，并且基于定为目标或要避开的关注地理区域，优化该轨迹。
[0038] 飞行管理系统22有利地配置为联接至用于自动驾驶飞行器12的自动驾驶系统28，该自动驾驶系统28配置为在无人类干预的情况下沿着飞行员14限定的轨迹引导飞行器12。
[0039] 下视显示屏24设置在驾驶舱16中，面朝飞行员14。
[0040] 下视显示屏24配置为将数据和信息显示在飞行器12中。具体地，下视显示屏24配置为显示飞行器12的环境的地理地图。
[0041] 地理地图是飞行器12的环境的示意表示。
[0042] 地理地图由一组地理点组成，各个地理点与飞行器12的环境的精确
定位位置相关联。
[0043] 各个地理点由其地理坐标限定，例如，由其维度和经度限定。
[0044] 下视显示屏24也是触觉型的。其配置为检测飞行员14在下视显示屏24上进行的各种触觉运动。
[0045] 平视显示屏26设置在驾驶舱16中，面朝飞行员14。
[0046] 平视显示屏26至少部分是透明的。
[0047] 有利地，平视显示屏26是集成到头盔30中的面甲，该面甲适合由飞行员14戴着，如图2中可以看到的。
[0048] 平视显示屏26配置为显示数据和信息，对于飞行员14而言，数据和信息是
叠加在飞行器12的外部环境上方的。
[0049] 这种显示类型称为“相容”显示，因为所显示的数据和信息被放在外部元素的实际位置上方，因此使得可以显示与实际景观有关的数据和信息。为此，这种显示类型直接取决于飞行器12的位置、飞行器12的海拔、以及飞行员14的视轴的方位。
[0050] 与术语“相容”相反，上面提到的下视显示屏24的显示类型是
现有技术中称为术语“非相容”的状态。具体地，这种显示类型取决于飞行器12的速度向量，不会随着飞行器的海拔变化而变化。
[0051] 平视显示屏26设置在飞行员14的眼睛与飞行器12的挡风玻璃20之间。
[0052] 作为变型，平视显示屏26是安装在驾驶舱16内且置于飞行员14前方的固定透明表面。
[0053] 飞行计划系统10包括数据获取模块34、数据处理模块36、可视化模块38和内部存储装置40。
[0054] 例如，计划系统10的各个模块34、36、38以软件应用的形式存在，该软件应用由合适的计算机单元和/或至少部分地由可编程逻辑
电路(例如，FPGA(现场可编程
门阵列)类型)可操作地实现。
[0055] 数据获取模块34配置为获取与飞行员14在下视显示屏24上进行的各种触觉运动有关的信息。利用下视显示屏24显示飞行器12的环境的地理地图，通过将飞行员14的触觉运动叠加在地理地图上方来进行飞行员14的触觉运动。
[0056] 具体地，数据获取模块34配置为获取与触觉运动相关联的几何形状。
[0057] 数据获取模块34还配置为检测飞行员14是沿着开放线42还是闭合线44进行触觉运动。
[0058] 如图3中可以看到的，术语“开放线”用于指端点未合在一起的线。
[0059] 相反，术语“闭合线”用于指端点合在一起的线。
[0060] 在飞行员14沿着开放线42进行触觉运动时，数据获取模块34获取到的形状直接是开放线42。
[0061] 在飞行员14沿着闭合线44进行触觉运动时，数据获取模块34获取到的形状是由闭合线44限定的内表面面积。
[0062] 获取模块34配置为将获取到的形状发送给数据处理模块36。
[0063] 数据处理模块36配置为将飞行员14进行的触觉运动，尤其是数据获取模块34获取到的形状，与地理地图的第一组地理点相关联。
[0064] 具体地，数据处理模块36配置为将下视显示屏24上的触觉运动的各个点与飞行员14通过考虑到地理地图的起伏在地图上触觉地指出的地图的地理点相关联。
[0065] 在飞行员14沿着开放线42进行触觉运动时，第一组地理点因此呈一条线。
[0066] 在飞行员14沿着闭合线44进行触觉运动时，第一组地理点因此呈二维区。
[0067] 数据处理模块36配置为将第一组地理点的位置发送给飞行管理系统22。
[0068] 数据处理模块36还有利地配置为将第一组地理点的位置发送给离飞行器12一段距离的至少一个远程系统46。
[0069] 例如，远程系统46是周围的飞行器或控制塔，如图1中可以看到的。
[0070] 数据处理模块36还有利地配置为接收至少一个远程元件46发送的至少一个第二组地理点。数据处理模块36配置为将第二组地理点的位置发送给飞行管理系统22和可视化模块38。
[0071] 另外，数据处理模块36有利地配置为将至少一组地理点存储在飞行器12的内部存储装置40中。
[0072] 该至少一组地理点能够被飞行管理系统22使用。
[0073] 具体地，飞行管理系统22配置为：基于与飞行员14沿着开放线42进行的触觉运动相关联的一组地理点，并且有利地基于从远程元件46接收到的该至少一个第二组地理点，来构建飞行器12的轨迹。
[0074] 飞行管理系统22还配置为：基于与飞行员14沿着闭合线44进行的触觉运动相关联的一组地理点，并且有利地基于从远程元件46接收到的该至少一个第二组地理点，在计算轨迹时将关注地理区域纳入考虑。
[0075] 飞行管理系统22配置为将构建的飞行器12的轨迹发送给自动驾驶系统28。
[0076] 可视化模块38配置为将这组地理点显示在下视显示屏24上。
[0077] 有利地，可视化模块38配置为还将这组地理点显示在平视显示屏26上。
[0078] 另外，可视化模块38还配置为将至少一个按钮显示在下视显示屏24上，该按钮使飞行员14能够确认或使在下视显示屏24和平视显示屏26上对这组地理点的显示无效。
[0079] 数据获取模块34配置为检测飞行员14的
手指在该至少一个按钮上的
接触并且将该信息发送给数据处理模块36。
[0080] 数据获取模块34配置为检测飞行员14的手指在该至少一个按钮上的接触并且将该信息发送给数据处理模块36。
[0081] 数据处理模块36配置为：在从飞行员14收到使显示无效的
请求时，使在显示屏24、26上对这组地理点的显示无效。
[0082] 数据处理模块36有利地配置为：在从飞行员14收到确认请求时，将至少一组地理点存储在飞行器12的内部存储装置40中。
[0083] 现在将参照图4描述根据本发明的用于计划飞行器12的飞行的飞行计划方法，图4呈现了该方法的步骤的流程图。
[0084] 首先，将飞行员14安顿在驾驶舱16中。
[0085] 在初始步骤100期间，飞行员在触觉型下视显示屏24上移动至少一个手指。
[0086] 然后，在步骤110中，数据获取模块34获取与飞行员14在下视显示屏24上进行的触觉运动有关的信息项。
[0087] 具体地，数据获取模块34获取与触觉运动相关联的几何形状。
[0088] 数据获取模块34还检测飞行员14进行的触觉运动是沿着开放线42还是闭合线44发生。
[0089] 数据获取模块34然后将与触觉运动相关联的信息发送给数据处理模块36。
[0090] 在步骤120期间，数据处理模块36将与飞行员14进行的触觉运动相关联的信息项与地理地图的第一组地理点相关联，该第一组地理点能够被飞行管理系统22使用。
[0091] 具体地，在飞行员14沿着开放线42进行触觉运动的情况下，第一组地理点因此呈一条线。
[0092] 在飞行员14沿着闭合线44进行触觉运动的情况下，第一组地理点因此呈二维区。
[0093] 数据处理模块36将这组地理点的位置发送给可视化模块38和飞行管理系统22。
[0094] 然后，在步骤130期间，可视化模块38将这组地理点显示在下视显示屏24上。
[0095] 有利地，可视化模块38还将这组地理点显示在平视显示屏26上。
[0096] 然后，该计划方法包括使飞行员14确认或使在屏幕24、26上对地理点的显示无效的可选的确认或无效步骤140。
[0097] 在步骤140期间飞行员14进行确认之后，在步骤150期间将这组地理点存储在飞行器12的内部
存储器40中。
[0098] 在步骤120之后，该飞行计划方法有利地包括将这组地理点传输至离飞行器12一段距离的至少一个远程系统46的数据传输步骤160。
[0099] 与步骤100至120并行地，该飞行计划方法有利地包括从飞行器12外部接收至少一个第二组地理点的数据接收步骤170。该第二组地理点由至少一个远程系统46发送，其可能与步骤160中的系统不同。
[0100] 然后，在步骤130期间，将第二组地理点显示在下视显示屏24上，有利地显示在平视显示屏26上。
[0101] 在步骤120之后，飞行管理系统22基于与飞行员14沿着开放线42进行的触觉运动相关联的一组地理点，并且有利地基于从远程单元46接收到的该至少一个第二组地理点，来构建飞行器12的轨迹。
[0102] 飞行管理系统22还基于与飞行员14沿着闭合线44进行的触觉运动相关联的一组地理点，并且有利地基于从远程元件46接收到的该至少一个第二组地理点，在计算轨迹时将关注地理区域纳入考虑。
[0103] 飞行管理系统22然后将构建的飞行器12的轨迹发送给自动驾驶系统28。
[0104] 在步骤190期间，自动驾驶系统28在无人类干预的情况下沿着飞行员14限定的轨迹引导飞行器12。
[0105] 可以了解，本发明提供了多种优点。
[0106] 首先，根据本发明的飞行计划方法提供了快速开发轨迹和策略的能
力。事实上，在下视显示屏24上限定轨迹和感兴趣区域的触觉模式对于飞行员14而言是非常直观的。
[0107] 在飞行期间可以容易地重新编排飞行器12的轨迹，并且飞行员14能够容易地整合与障碍物或新地理目标有关的信息以便将其纳入考虑。
[0108] 本发明因此改进了在飞行管理系统22与飞行员14之间的通信。
[0109] 另外，该飞行计划方法改进了在飞行员14与位于飞行器12外部的远程元件46(诸如周围的飞行器或控制塔)之间的通信。
[0110] 不需要使用语音即可实现轨迹或地理区域的共享，因此极大地方便了通信和理解。事实上，所关注的形状都是普遍能识别的，因此不取决于飞行员14的语言、文化背景或年龄。
[0111] 因此，通过本发明，结合远程元件46，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的情况做出响应。
[0112] 最后，将地理点存储在内部存储装置40中使得可以获得地理点的历史数据，并且确保能随时间与各种远程元件46信息共享，以便有利于开发飞行器12未来的飞行。
