通过合适的符号显示辅助驾驶飞行器的方法

技术领域

本发明涉及一种飞行器的辅助驾驶方法。

背景技术

飞行器驾驶舱装备有显示装置，用于在飞行过程中向飞行员提供关于飞行 器状态、飞行器相对于其外界环境的性能表现的数据和参数。

例如，PFD主飞行显示器(“PFD”是主飞行显示器英文“Primary Flight  Display”的首字母缩写)和HUD平视显示器(“HUD”是平视显示器英文“Head  up Display”的首字母缩写)提供了飞行器的飞行姿态和航向的不同参数。

在某些飞行配置中代表这些参数的符号可能到达其显示区域的边界，所述 这些符号的实际位置事实上超出了显示区域。

然而，对于到达其显示区域边界的符号，合适的做法是对其显示的定位规 则进行规定，即不诱发有误差的信息并且向飞行员保持这些信息的可用性。

尽管现行的规则令人满意，但申请人希望提出用于飞行器中对于可能位于 显示边界上的符号的新的显示定位规则或定位逻辑。

发明内容

根据其第一方面，本发明提出一种飞行器的辅助驾驶方法，在该方法中， 至少一个显示屏幕具有至少一条以称为“显示边界”的线为边缘的显示区域，所 述飞行器的实际位置被定位在根据屏幕的水平-垂直参考系和地面水平-垂直 参考系的所述至少一个显示区域上，其中这些参考系的至少一条轴线被显示， 表示与飞行器动态表现(FPV，...)相关或可能影响这种表现(FD，...)的参数 的至少一个符号具有水平分量和垂直分量，所述方法包括在所述至少一个显示 区域内的至少一个符号的显示步骤用于当所述至少一个符号的实际位置(FPV) 位于所述显示边界线之外时辅助飞行器的驾驶，所述方法的特征在于被称为“第 一分量”的其中一个分量优先于第二分量进行显示，所述方法包括以下步骤：

-确定所述至少一个待显示符号相对于所述至少一个显示区域的实际位置 (FPV)，

-确定所述至少一个符号的实际位置在第一分量轴上的正交投影 (FPV-lock)，

-确定该投影(FPV-lock)相对于所述至少一个显示区域的显示边界线的 位置，并且在所述投影(FPV-lock)超出所述显示边界线的情况下，将所述投 影重新在所述显示边界线上进行定位，

-确定所述至少一个符号在第二分量轴上的位置，该轴经由在前一个步骤 根据所述至少一个符号的第二分量值所确定的位置，

-相对于所述至少一个显示区域的显示边界线确定所述位置，并且在所述 位置超出所述显示边界线之外的情况下，将所述位置重新在所述显示边界线上 进行定位，

-在由前一个步骤确定的显示位置上显示所述至少一个符号。

用于确定待显示的一个符号(或多个符号)的位置的新规则首先考虑了所 述符号的实际位置、该实际位置在第一分量轴上的正交投影-称之为“正交投 影”，以及该正交投影相对于显示边界线的位置。其次，同样考虑了在经由所述 正交投影位置(必要时回到所述显示边界线上)的第二分量轴上所述符号相对 于所述显示边界线的位置。根据该相对位置，所述符号的位置被重置于到或者 未被重置于所述显示边界线上。例如，根据相对于所述显示边界线的正交投影 位置(也根据在所述至少一个显示区域内的可用的显示空间)，所述符号的显示 可以简化为仅显示具有优先显示权的第一分量(在可能受限定的位置)或者显 示方式为显示不受限制的第一分量和显示受限制的第二分量。

在某些情况下，为了将第一分量携带的信息最大化(标记和数值)可以考 虑放弃第二分量。在第一分量的数值被限制的某些情况下，与所述分量相关的 标记被保留以避免向飞行员提供有误差的信息。

当其中一个分量的数值受到限制时，可以在受到限制前在所述所显示符号 的限定位置的边上显示所述分量(第一和/或第二分量)的数值。

需注意到在处理所述分量的顺序中体现了第一分量相对于第二分量具有优 先权。如果第二分量应当优先，则所述方法的前三个步骤所涉及的是第二分量。

根据第一个可能的特征，当所述至少一个符号的实际位置的正交投影位于 所述以显示边界线为边缘的至少一个显示区域内时，所述方法包括一个确定所 述至少一个符号的第二分量的数值限制的子步骤，用于在位于所述至少一个显 示区域的显示边界线上的一个限定位置内定位所述至少一个符号。

在这种情况下，所述符号的第一分量值(优先)被保留(其标记同样被保 留)而所述第二分量值则受到限制。

然而，所述被保留的第二分量的标记向飞行员提供了有用的信息。

根据构成可替代第一种特征的第二种可能的特征，当所述至少一个符号的 实际位置的正交投影位于所述至少一个以所述显示边界线为边缘的所述至少一 个显示区域之外时，所述方法包括一个确定所述至少一个符号的第一分量的数 值的限制的子步骤，用于将所述至少一个符号定位在位于所述至少一个显示区 域的显示边界线上限定的位置内。

在这种情况下，所述第一分量值(优先)被限定为与第一分量轴和所述显 示区域的显示边界线的交点对应的值。

不具有优先权的第二分量上的信息(标记和数值)在所述符号显示时可以 不被考虑，因为除个例之外，所述至少一个显示区域上不再存在有可用的显示 空间。这样，所述符号可以被显示在位于所述显示区域的显示边界线上的被如 此限定的位置上。上文所提及的个例所时应的情况是所述显示边界由线段组成。 在飞行配置中，飞行器的机翼与这些线段的其中之一平行，将所述符号在所述 线段上进行正交投影后，存在在该线段上显示所述第二分量的一个自由度。

需注意到，当显示所述符号时，在继续优先显示所述第一分量的情况下， 通常可以预期在所述第二分量上获得更多信息。

为此，可以考虑设置两个显示区域或显示窗，其中一个集成于另一个之中。

更具体地，所述至少一个显示区域可以包括一个第一显示区域，在该区域 内设有一个第二显示区域，所述至少一个符号的显示位置更具体地一方面取决 于所述至少一个符号的实际位置的第一分量轴上的正交投影，另一方面取决于 相对于所述第二显示区域的显示边界线的该投影位置(双显示窗口)。这样，所 有关于第一分量值的信息可以根据情况不被保留，但是可以获得第二分量的信 息(标记、必要时还有数值)。通常，所述第二区域被添加到更大的第一区域之 内。使用双显示区域可以将第二分量上标记的信息保存最小化，并且在必要时 可以得到完整的第二分量值，或者至少得到对该值的限制。

使用双显示区域有几种方案：

1)当所述至少一个符号的实际位置的正交投影-称为“正交投影”-位于以 所述显示边界线为边缘的第二显示区域内部时，所述方法具有确定所述至少一 个符号的第二分量的数值的限制的子步骤以便将所述至少一个符号定位在位于 所述第一显示区域界线上的限定位置中。所述第一分量值被保留(其标记同样 被保留)并且所述符号的显示还包含了关于第二分量的补充信息(限制值和标 记)。

2)当所述正交投影位于以所述显示边界线为边缘的第二显示区域之外时， 所述方法包括以下两个子步骤：

-确定正交投影的第一分量的数值限制为与第一分量轴与第二显示区域的 显示边界线的交点相对应的值，以便将所述正交投影重置于限定的中间位置并 由此得到限定的正交投影，

-根据所述至少一个符号的第二分量值，确定所述至少一个符号在穿过前 一个步骤所确定的限定的正交投影位置的第二分量轴上的位置。

所述第一分量值并未被完整地保留：其被第二区域的显示边界线上的限定 的正交投影的分量值所限制。所述符号显示还包含了关于第二分量的补充信息 (标记和限定或非限定值)。所述第二区域的显示边界线越接近第一区域的显示 边界线，越多的第一分量值被保留下来。然而，用于显示第二分量值的可用位 置仍然很少(损失了第二分量的精确性)。因此，对第二分量的数值的限制取决 于保留的可用空间和第二分量的数值本身。

根据一个可能的特征，所述两个显示区域以彼此足够的间隔被限定以便需 要时在所述这些显示区域的显示边界线之间显示所述至少一个符号。相对于第 一区域进行定义的第二区域取决于所采取的应用和规定的显示对象(例如将第 一分量的显示最大化并将第二分量的显示最小化，即至少是对其标记进行这种 显示)。

根据可以单独出现或是彼此结合的其它特征：

-根据预定标准选择第一分量轴(正交投影轴)；

-第一分量轴是显示在所述至少一个显示区域上的俯仰比例轴；这样便可 以在地面参考系中进行水平投影，这得以保留所述符号的垂直分量(第一分量) 值；根据待显示的符号，这种保留是有用的；例如涉及到代表了飞行器航迹的 向量(FPV)的符号，如果所述垂直分量(第一分量)为倾斜度，保留该垂直 分量是有用的；根据所考虑的情况，所述水平分量为偏移或侧滑时不被保留；

-所述方法包括在所述至少一个显示符号的限定位置的一侧显示所述至少 一个符号在受限制前的所述至少一个分量值；该信息可能对飞行员有帮助；

-所述至少一个符号具有第一垂直分量和第二水平分量，所述第一垂直分 量相对于所述第二分量优先显示；

-所述至少一个待显示的符号包括代表了飞行器航迹向量的第一符号，其 中所述水平分量为偏移或侧滑并且所述垂直分量为倾斜度；该符号的定位规则 例如，一方面，保留垂直分量值，如无法实现，则通过保留所述垂直分量的标 记将所述符号定位在所述显示区域的显示边界线上(以便向飞行员指示飞行器 的上升或下降)并且，另一方面，保留所述水平分量值而不会与上述与垂直分 量相关的定位规则相冲突，在无法保留水平分量值的情况下，所述定位规则规 定通过保留所述水平分量的标记将所述符号定位在所述显示区域的显示边界线 上(以便向飞行员指示侧滑)；

-所述至少一个待显示的符号同样包括代表飞行器导航参数并构成所述飞 行器航迹向量待达到的航迹定值的第二符号；

-所述至少一个显示区域同样包括用于显示代表了飞行器的导航参数的第 二符号的显示区域并且在该显示区域内设置有至少一个用于显示所述第一符号 的显示区域；

-显示代表飞行器导航参数的第二符号的步骤，更具体地包括根据相对于 所述第二符号显示区域的显示边界线的该第二符号的实际位置进行的子步骤：

在所述显示区域中的所述第二符号的实际位置上显示该第二符号，或者

通过在所述符号的所述显示区域内显示边界线上投影所述符号来确定所述 第二符号的限定位置，其中所述显示边界线沿着经由所述符号实际位置和显示 位置的直线给定的方向，在所述第一符号的至少一个显示区域内，代表飞行器 航迹向量的第一符号和所述第二符号的在其位置上的显示由此受到限定。

根据其第二方面，本发明的目的在于提出一种计算机程序，当所述程序通 过载有该程序的系统运行时，其具有用于执行如上文简要描述的方法的步骤的 指令。

根据其第三方面，本发明的目的还在于提出一种飞行器的辅助驾驶系统， 其包括具有至少一个以“显示边界线”为边缘的显示区域的至少一个显示屏幕、 至少一个带有水平分量和垂直分量、代表与所述飞行器动态行为(FPV等)相 关或可以影响该行为(FD等)的参数的符号，所述飞行器的实际位置于是根据 屏幕垂直-水平坐标系和一个地面垂直-水平坐标系被定位在所述至少一个显 示区域上，其中至少一条轴线被显示，该系统的特征在于所述被称为第一分量 的至少一个分量在显示时优先于第二分量，所述系统包括：

-所述至少一个待显示的符号相对于所述至少一个显示区域的实际位置 (FPV)的确定装置，

-所述至少一个符号的实际位置在第一分量轴上的正交投影(FPV-lock) 的确定装置，

-该投影(FPV-lock)相对于所述至少一个显示区域的显示边界线的位置 的确定装置，以及当所述投影(FPV-lock)位于超出所述显示边界线的位置时， 在所述显示边界线上重新将所述投影定位的装置，

-所述至少一个符号在第二分量轴上的位置的确定装置，所述轴经由根据 所述至少一个符号的第二分量值在上一个步骤中确定的位置，

-所述位置相对于所述至少一个显示区域的显示边界线的确定装置，以及 在所述位置超出所述显示边界线的情况下，在所述显示边界线上重新将所述位 置定位的装置，

-在所述至少一个显示屏幕上被确定的显示位置上显示所述至少一个符号 的显示装置。

上文提及的与所述方法相关的特征同样应用于被简要阐明的这祥一种系统 中。

本发明的目的还在于提出包括这样一种系统的飞行器。

附图说明

参照附图，以下仅作为实施例、非限制性的描述显示了本发明的其它特征 和优势，在附图中：

-附图1和2是显示了应用于两种不同情况下的飞行器辅助驾驶方法的第 一实施方式的显示屏的一般示意图；

-附图3是显示了双显示窗口原理的一般示意图；

-附图4显示了应用于附图1中的情况下的附图3的双显示窗口的原理；

-附图5和6是使用了双显示窗口原理并显示了应用于两种不同情况下的 飞行器辅助驾驶方法的第二实施方式的显示屏的一般示意图；

-附图7显示了所述显示屏的一个实施例，在该显示屏中在根据飞行器辅 助驾驶方法的第二实施方式所确定的限定位置内显示了第一符号FPV(带有其 非限制值)；

-附图8是显示了应用于第二符号FD的显示的飞行器辅助驾驶方法的第 三实施方式的显示屏的一般示意图；

-附图9一般性地显示了相对于所述两个显示窗口和不同参考系的第一符 号FPV的定位；

-附图10至12显示了根据所述符号不同的实际位置，第一符号FPV的显 示定位；

-附图13是根据本发明的一种实施方式的辅助驾驶系统的示意图；

-附图14是显示了根据本发明的一种实施方式的辅助驾驶方法的主要步 骤的算法。

具体实施方式

根据本发明的飞行器的辅助驾驶方法的第一实施方式将参照附图1和2进 行描述。

附图1非常概括地描述了一种非常规的PFD显示屏(“主飞行显示屏”，PFD 是法语“Affichage Primaire de Vol”对应的英文“Primary Flight Display”的首字 母缩写)。该显示屏包括一个例如呈圆形的显示区域或显示窗口F(仅用于所述 待显示的符号的计算和定位而并不向飞行员显示)。但是，也可以考虑其它的形 状：矩形、正方形、细长形等等。

为了简明起见，仅所述窗口F位于其左上方的四分之一被描绘出来。

所述显示窗口F以一条边线L为边缘，这条边线限定了该窗口并构成了一 条称为“显示边界线”的线，也可以更简单地称之为“显示边界”。没有任何显示 超出所述窗口的显示边界线L。通常，所述窗口F具有可以占据屏幕以便将所 述屏幕的显示功能最优化的最大尺寸。

在该屏幕上显示了水平、垂直的两个不同的坐标或参考：与所述屏幕相关 并且因此与所述飞行器相关的第一坐标(X、Y)和第二地面坐标(x、y)，第 二坐标系中的位置相对于第一坐标根据飞行器的实际位置随着时间发生变化。 该实际位置在屏幕中心通过标记为“M”的飞行器模型体现。所述屏幕的中心与 所述飞行器机身的轴线位置相对应。实际运用中，所述飞行器模型在所述屏幕 上表示飞机的坐标系原点。在附图1中显示了地面坐标系的水平线x以及事实 上体现了地面坐标系y轴的飞行器的俯仰比例尺(英文术语为“pitch”)。

代表了与飞行器动态表现有关的一个参数、例如标注为FPV(paramètre de  guidage de l′aéronef-“飞行器导航参数”)的飞行器航迹向量的第一符号被用于 显示在显示屏上。该第一符号包括有与所述倾斜度相对应、标注为FPA(“FPA” -“航迹角”，是英文“Flight Path Angle”的首字母缩写)的第一垂直分量，以及 和偏移或侧滑角相对应、标记为“Drift”(“偏移”)的第二水平分量。

此外，第二符号代表了可以影响飞行器动态表现的参数，例如用于FPV向 量的目标航迹定值(标注为FD的飞行器导航参数)，其同样可以被显示于显示 屏幕上。

显示第一符号FPV时，有时候该符号的实际位置位于所述显示屏幕的显示 边界线上。第一符号FPV的第一垂直分量FPA当该分量向飞行员指示上升或 下降时被优先显示。第二水平分量Drift向飞行员指示飞行器向哪一侧发生偏移 (侧滑)。与所述第一分量相比，该第二分量一般被视为较为次要。

用于在飞行驾驶任务中帮助飞行员、所述第一符号FPV在显示屏上的新的 定位/显示规则将根据第一种实施方式在以下进行描述。

根据第一实施方式的飞行器辅助驾驶方法规定了通过实施以下几个预先的 子步骤来显示第一符号：

-通过计算确定待显示的第一符号FPV相对于显示窗口F的实际位置-标 注为“FPV”(如果所述实际位置位于所述窗口内则所述符号可以显示在该实际 位置上并且下述步骤可以省略)，

-通过计算确定所述符号FPV的实际位置在俯仰比例轴(作为第一分量轴 的地面坐标系的纵轴)上的正交投影-标注为“FPV-lock”(“FPV-verrouillé”)，

-确定所述正交投影FPV-lock相对于所述显示窗口F以及，更确切地说， 相对于该窗口的显示边界L的位置。

根据由此确定的所述符号(FPV)的实际位置和所述正交投影(FPV-lock) 的位置，所述方法可以确定所述符号适于在显示屏幕上相对于第二分量优先地 显示所述符号的第一分量FPA的位置(目的在于显示)。采用这种定位方式的 目的在于避免向飞行员提供有偏差的信息，尤其是关于第一分量的标记。

附图1显示了两个第一符号FPV1和FPV2的情况，其各自的实际位置均 位于所述显示窗口F之外并且在俯仰比例轴上具有相同的正交投影FPV-lock (“projeté orthogonal”)。

该正交投影FPV-lock超出了所述显示边界L。

为了优先显示第一分量，所述方法通过采用一个确定所述符号的第一分量 的数值的限制的子步骤来确定所述符号的位置。该限制得以在显示时在所述标 记为“FPV-lock limité”的限定位置中重新定位所述符号，所述位置位于所述显示 窗口F的显示边界上(附图1)。

对于两个符号FPV1和FPV2，该限定位置是一致的。

在该实施例中，各个符号的第一分量的标记(signe)被保留并且该第一分 量值被尽可能减低到最小以便使所述符号的第一分量的显示最优化。在限定位 置“FPV-lock limité”上所显示的符号事实上并不包括第二分量(偏移)上的信息 并且因此并不向飞行员指示飞机向哪一侧偏移(第二分量的标记)。但是这种定 位规则正是从设计上进行选择的结果，通过牺牲对所述第二分量的显示使得所 述符号的第一分量的显示达到最优化。

然而，需注意到所述第二分量的标记(甚至也可以是第二分量值)可以例 如被显示在所显示的符号的限定位置“FPV-lock limité”的边上以便为飞行员提 供协助。

正如以下将在其它实施方式中进行描述的，在继续给予第一分量优先权的 基础上，该规则可以有所变化，比如更加重视所述第二分量其及相关信息的显 示。

附图2显示了另一种情况，在这种情况中第一符号FPV的实际位置位于所 述窗口F之外并且在俯仰比例轴上的正交投影(FPV-lock)在这种情况下位于 以显示边界L为边缘的窗口内。

为了给予第一分量显示的优先权，所述方法通过采用确定所述符号的第二 分量(偏移)上的数值限制的一个子步骤来确定所述符号的位置。当显示时， 这种限制得以在所述标记为“FPV projeté”的限定位置或投影位置(投影的结果) 中确定所述符号的位置，该投影位置位于显示窗口F的显示边界线L上(附图 2)。

考虑到所述符号FPV的实际位置，在其限定位置“FPV projeté”上显示的符 号保留了第一分量(FPA)的所有信息(标记和数值)并且具有第二分量上一 定数量的有用信息(标记和限定值)。

以下将参照附图3至7阐述飞行器驾驶辅助方法的第二实施例。

附图3以非常概括的方式显示了PFD显示屏。该屏幕包括两个例如各自呈 圆形彼此嵌入的显示区域或窗口(仅用于待显示的一个或多个符号的计算和定 位而不向飞行员显示)。但是，也可以考虑其它形状：矩形、方形、细长形等等。

第一窗口F1围住半径较小的第二窗口F2。所述两个显示窗口彼此之间充 分地间隔开以便需要时在两个显示窗口之间的自由空间内进行显示(符号、数 值等等)。

各显示窗口F1和F2以边线(分别标注为L1、L2)为边缘对其进行限定 并且构成了显示边界线或显示边界。没有任何的显示超出例如第一窗口的显示 边界L1的之外。

正如对于第一实施方式，在该屏幕上显示了与所述屏幕乃至所述飞行器相 关的第一坐标系(X、Y)和地面的第二坐标系(x、y)以及飞行器模型M。 与应用于此的第一实施方式相关的内容均已经一般性地进行了描述，以下将不 再重复。

正如前文所述，第一符号FPV显示时，有时所述符号的实际位置会位于显 示屏幕的显示上限(超出显示边界)。现在将描述在例如附图3中所示的设有两 个显示窗口的显示屏幕上对第一符号FPV进行定位的新规则。后续的附图出于 简明的需要仅显示了占其四分之一的屏幕左上方。

在该第二实施方式中，所述方法规定通过采用以下预设的子步骤来显示第 一符号FPV：

-通过计算确定待显示的第一符号FPV相对于第一显示窗口F1的实际位 置-标注为FPV，

-通过计算确定所述符号FPV的实际位置在俯仰比例轴(作为地面坐标系 的纵轴或第一分量轴)上的正交投影-标注为“FPV-lock”(“FPV-verrouillé”)，

-确定所述正交投影“FPV-lock”相对于所述显示窗口F2以及，更确切地 说，相对于该窗口的显示边界L2的位置。

根据由此确定的所述符号的实际位置(FPV)和其正交投影的位置 (FPV-lock)。所述方法在显示屏幕上以合适的方式确定所述符号的位置(目的 在于显示)。这种改进的显示是通过给予所述符号的第一分量FPA相对于第二 分量的优先权(避免向飞行员提供有偏差的信息，尤其是在第一分量上的标记) 但是却保留关于第二分量尤其是其标记的信息来进行的。附图3中双显示窗口 的设计可以通过减少第一分量值在显示屏上腾出显示空间用于第二分量的显示 (标记和受限定或未受限定的数值)。

这样，附图4中的描述的两个符号FPV1和FPV2被显示于其实际位置中， 位于较大的窗口F1的显示边界L1之外。

如参照附图1已阐述的，仅有一个显示窗口的情况下，所述两个符号的两 个实际位置的正交投影合并于共同的投影点P(附图4)，这使得所述第二分量 的标记无法被保留(两个符号的侧滑角)。一个唯一的窗口因此无法将带有相反 的侧滑角的两个符号区别开来。

较小的窗口F2的作用在于为所述符号FPV在俯仰比例轴上的正交投影的 显示范围划定界限，而较大的窗口F1则可以保证提供了侧滑角趋势(第二分量) 的所述符号的定位。

后续的附图5和附图6显示了描述了确定在俯仰比例轴上所述正交投影 FPV-lock相对于第二显示窗口F2的显示边界L2的位置的子步骤完结时两种一 般的图形内容。

在附图5中所示的第一种情况中，所述符号FPV的正交投影FPV-lock位 于第二窗口F2之内。所述符号的位置可以被设定(为了显示)在一个称为“FPV  projeté”的限定位置内。该位置可以通过实施一个确定第二分量(侧滑水平分量) 的数值限制的子步骤来获得以便在第一窗口F1的显示边界L1上定位所述符 号。换言之，该位置与所述实际符号FPV在显示边界L1上的正交投影相对应。

所述符号的第一分量值(FPA)被保留在该实施例中但受限定的第二分量 值则未被保留。

尽管如此，第二分量的标记在显示屏幕中可见。需注意到所述标记可以被 设置为在被显示的所述符号的限定位置(“FPV projeté”)边上进行显示，所述 受限制的符号的第二分量值则是为了向飞行员提供除其标记以外的真实侧滑 值。

在附图6中所示的第二种情况中，所述符号FPV在俯仰比例轴上的正交投 影FPV-lock位于第二窗口F2之外。可以将所述符号定位(以显示为目的)在 一个称为“FPV projeté”的限定位置上，通过以下两个步骤进行：

-将正交投影FPV-lock的第一分量的数值限制确定在一个与第一分量轴 (俯仰比例轴)和第二显示区域F2的显示边界L2的交点相对应的数值上，这 得以将所述正交投影重置于一个中间的限定位置内并由此得到标注为 “FPV-lock limité”的受限定的正交投影，(重新定位步骤)

-沿第二分量轴(即与俯仰比例轴垂直的轴线)，将受限定的正交投影 “FPV-lock limité”定位在一个最终的限定位置“FPV projeté”上。该定位符合所 述符号实际位置(FPV réel)在第二分量轴上的正交投影，所述第二分量轴经 过在前一个子步骤所确定的正交投影的位置(FPV-lock limité)。根据所述符号 的第二分量值和位于两个显示边界之间的可用空间，所述位置(FPV projeté) 位于第一显示区域的显示边界L1上或是介于两个显示区域L1和L2的显示边 界之间(确定所述位置“FPV projeté”与显示边界L1的相对定位)。

一旦该位置被确定，显示所述符号在由此得以确定的该位置上。

根据前述的定位规则(对于示于附图5和6中的两种图形内容的描述)，所 述符号FPV的投影(所述符号的限定位置和该符号在其限定位置上的显示)是 相参的，即其只能向飞行员表明其飞机在上升(正垂直分量FPA)或下降(负 垂直分量FPA)，反之亦然。然而，在附图6中所示的第二种情况下，所述垂直 分量FPA上的一部分定量信息丢失(出于对第二分量利益的考虑)。为了弥补 这一点，所述符号的投影FPV一旦未保留所述垂直分量FPA的数值，就对所 述数值(受限制前)进行显示。如附图7中所示，标记为V的角度值“-5°”被显 示在所述符号的限定位置内(FPV projeté)。

如上文所述，除了第一符号例如参数符号FPV以外，同样可以在屏幕上显 示第二符号例如参数符号FD。该参数在飞行员使用FPV航迹向量进行飞行时 用作导航设备。所述参数FD向飞行员提供了垂直和水平定值并且飞行员应当 使代表参数FPV的符号与参数FD的符号一致。因此符号FD的定位与符号FPV 的定位相关联。

符号FD的投影(所述符号投影在显示边界上的限定位置)应当也被最优 化。如有可能，符号FD的显示窗口应当略大于符号FPV的显示窗口(即所述 符号FD的显示窗口比包含有较小的窗口F2的窗口F1更大)，这是为了在即使 丢失所述定值的与量有关的信息时也一直能够指示出至少一种导航趋势。

附图8中示出了用于显示符号FD的显示窗口F0(带有其显示边界L0)， 该窗口包含有符号FPV的大窗口F1。

现在将描述用于在显示屏上定位所述第二符号FD的新规则。

根据第三实施方式的飞机驾驶辅助方法设有以下几个用于显示所述符号的 子步骤：

-通过计算确定所述待显示的第二符号FD相对于显示区域尤其是相对于 显示窗口F0和其边界L0的实际位置，并且根据由此确定的实际位置，

-显示第二符号FD，例如第二符号FD的实际位置位于其显示窗口内或其 显示边界上时(即其分量未受数值限制)，

-或者，如所述第二符号的实际位置位于窗口F0之外时：

●确定第二符号FD的限定位置-“FD projeté”，该位置通过在显示窗口 F0的显示边界L0上投影第二符号得到，所述边界沿直线或射线D给定的方向 并经由第二符号的实际位置和表示飞行器航迹向量的第一符号FPV的显示位 置，并且

●将第二符号显示在其限定位置(FD projeté)上。该定位规则可以保留 在此处作为优先信息的方向信息。

接下来要描述的是确定所述符号FPV和FD位置的逻辑的详细实施例。其 更具体地涉及第一符号FPV和第二符号FD在带有圆形显示窗口的飞行器的显 示屏或控制显示系统可视化装置(“CDS visualization”，其中“CDS”是“Control  and Display System”的首字母缩写)上的投影的详细的逻辑运算。对于不同形 状的显示窗口(矩形、椭圆形，或其它形状，尤其是更加复杂的形状)，所述计 算则进行相应的修改。需注意到本发明同样应用于其它可视化系统，例如带有 不同形状的显示窗口-圆形、矩形、椭圆形甚至其它形状尤其更复杂形状的“平 视”或HUD(英文“Head Up Display”的首字母缩写)类型的可视化系统。可以 注意到，通常对窗口几何形状的限定可以根据显示需要进行调整。

为了增加精确性，需注意到“引导至重心的分量FPA”的准则可以在定位逻 辑中被用于替代分量FPA并且某些参数例如“被过滤”。另外，所述偏移分量 (Drift)和FPA分量，以及俯仰分量可以被乘以恒定的系数以便使其适应于可 视化刻度。在下文中出现的术语“FPA”、“Drift”(dérapage-侧滑)、“Roll”(roulis -左右摆动)以及“Pitch””(tangage-俯仰)被用于替代详细参数以使逻辑运算 易于理解。

所述计算的第一阶段涉及在屏幕参考系(X、Y)中的第一符号FPV的绝 对坐标的计算。符号FPV在地面参考系(英文术语为“Ground”)中的坐标是 在横轴x上的Drift分量以及在纵轴y上的[FPA-Pitch]分量。随后运用一次转 动以获得屏幕参考系(X、Y)中的绝对坐标：

FPV-lock：

           x_spdvec＝Drift×cos(Roll)-(FPA-Pitch)×sin(Roll)

y_spdvec＝Drift×sin(Roll)+(FPA-Pitch)×cos(Roll)

至于所述正交投影的绝对坐标则写为：

FPV-lock：

$x_{{\mathrm{spdvec}}_{\mathrm{lock}}}=-(\mathrm{FPA}-\mathrm{Pitch})\times \sin \left(\mathrm{Roll}\right)$

y_{spdvec_lock}＝(FPA-Pitch)×cos(Roll)

附图9显示了根据所选的坐标系的不同坐标。

计算的第二阶段在于确定所述符号FPV是否应当被限定/投影并且选择投 影类型以便适应所述符号的显示(这里再次使用前文参照附图所使用的符号和 概念)。该选择基于两个标准：

●所述符号FPV的实际位置的正交投影FPV-lock(FPV-verrouillé)其是 否位于以R_petit为半径的小窗口(第二窗口)F2内？这通过是否满足以下的不等 式来确定：$\sqrt{x_{\mathrm{spdvec}\_\mathrm{lock}}^2+y_{\mathrm{spdvec}\_\mathrm{lock}}^2}\le R_{\mathrm{petit}}$

●所述符号FPV的实际位置其是否位于以R_grand为半径的大窗口(第一窗 口)F1内？这通过是否满足以下的不等式来确定：

$\sqrt{x_{\mathrm{spdvec}}^2+y_{\mathrm{spdvec}}^2}\le R_{\mathrm{grand}}$

如以下表格中所示，根据FPV和FPV-lock的数值要考虑四种投影情况：

(*)这种情况下，Drift水平分量可以根据其数值被限定或不被限定。

第一种情况中的“绝对坐标”表示当一方面所述符号的实际位置或绝对位置 位于大窗口F1内并且另一方面其正交投影FPV-lock的位置位于小窗口F2内 时，不需更所述符号的任何投影。(屏幕上)所显示坐标与飞行器的参考系(X、 Y)中的绝对坐标相对应：

FPV：

飞行员可以选择显示符号FPV或是决定以下述坐标显示该符号的正交投 影FPV-lock(考虑到该符号不带有Drift第二分量)：

FPV-lock：

在表格的其它情况中所述符号的投影是必须的。

上述表格中的第2和第4种情况符合符号FPV的实际位置的正交投影 FPV-lock位于小窗口F2之外的情况(涉及的是参照附图6所描述的第二种投 影类型)。

符合表格中的第4种情况(正交投影FPV-lock在小窗口F2之外并且符号 FPV在大窗口F1之外)的情形包括两种情况，以上附图10和11中的描述已 分别做出说明。

事实上，两种情况i)和ii)根据所述符号FPV的第二分量(Drift)值是否 受到限定来分辨。所进行的测试在于确定所述第二分量(Drift)值是否大于由 以下等式得到的B值：

$B=\sqrt{R_{\mathrm{grand}}^2-R_{\mathrm{petit}}^2}$

i)在第一种情况下，如果第二分量值(Drift)大于B，则所述第二分量值 (Drift)应当如附图10中所示的被限定(否则投影/限制机制得到的符号FPV 将位于大窗口F1之外)。如有需要，第二分量(Drift)未被限定的实际值同样 可以被显示于显示边界线L1(FPV projeté)上被显示在其限定位置的所述符号 的边上。需注意到该额外的显示可以在所述符号边上第一分量(FPA垂直分量) 的实际值(未受限定)的显示之外(或替代其)实现。

ii)在附图11所示的第二种情况下，如果第二分量(Drift)值小于B，则 第二分量(Drift)值不受限定。第二分量(Drift)完整的定量信息被保留。第 一分量(FPA垂直分量)的实际值(未受限定)可以显示在显示边界线L1上 所显示符号的限定位置的边上。

由此，在上述的两种情况中，所投影的符号FPV的显示坐标写为：

第一种情况：

第二种情况：

表格中的第2种情况所阐述的情形(正交投影FPV-lock位于小窗口F2之 外并且符号FPV位于大窗口F1内)可以在实际符号FPV位于大窗口F1内时 得到完整的偏移(Drift)分量。

上述表格中的第三种情况与符号FPV的实际位置的正交投影FPV-lock位 于小窗口F2之内(正交投影FPV-lock因此不受限定)的情况相对应并且实际 符号FPV位于大窗口F1之外。

第一分量(FPA垂直分量)可以维持不变但符号FPV应当被限定(通过投 影)，因为其位于大窗口F1之外。这涉及到参照附图5所描述的并且在附图12 中显示的第一种投影类型。

所述符号投影的限定位置(FPV projeté)距离俯仰比例轴的距离A根据以 下公式计算：

$A=\sqrt{R_{\mathrm{grand}}^2-(x_{{\mathrm{spdvec}}_{\mathrm{lock}}}^2+y_{\mathrm{spdvec}\_\mathrm{lock}}^2)}$

附图12中所显示的符号FPV投影显示的坐标写为：

需注意到在上述表格中所阐述的所有情况得以确保所述符号的显示在从表 格中的一种情况转换至另一种情况时(例如第4种情况转换至第2种情况)不 会出现中断(连续移动)。所述符号的这些定位规则(显示)因此非常适于显示 例如FPV符号这样的动态符号。

接下来的描述将更具体地涉及第二符号FD的显示或可视化位置的确定。 已进行描述的附图8再次被说明以便阐明上述的计算。需注意到第二符号FD 被相对于第一符号FPV的显示位置参照。

命令“FD-Roll”和“FD Pitch”分别是(在地面参考系(x、y)中)水平和垂 直的移动定值，分别水平地和垂直地移动所述符号FD。飞行员需努力消除符号 FPV和符号FD之间的水平和垂直差异。需注意到当实施所述方法时，为了适 应显示比例，这些命令例如被乘以一个恒定系数，并且某些参数例如被过滤。

符号FD在飞行器参考系中的绝对坐标如下：

$X_{\mathrm{FD}}=X_{{\mathrm{spdvec}}_{\mathrm{display}}}+\mathrm{FDROLL}\times \cos \left(\mathrm{Roll}\right)-\mathrm{FDPITCH}\times \sin \left(\mathrm{Roll}\right)$

Y_FD＝Y_{spdve_display}+FDROLL×sin(Roll)+FDPITCH×cos(Roll)

当符号FD的显示不受限制时(附图8中未示出的情况)，即其实际位置和 绝对值位于其显示窗口F0之内，所述符号FD的显示坐标与飞行器参考系(X、 Y)中的符号FD的绝对坐标相对应：

如果$\sqrt{X_{\mathrm{FD}}^2+Y_{\mathrm{FD}}^2}\le R_{\mathrm{FD}}$

则，所述符号FD的坐标如下：

与第一符号FPV相反，对于第二符号FD仅需要考虑一种唯一的限制/投影 情况。

当待显示符号FD的实际位置或绝对值位置位于其显示窗口F0之外时(附 图8中所示的情形)，所述显示符号FD的位置受到限制。在这种情况下，所述 符号FD被投影在其显示窗口F0的显示边界线L0上。

待显示符号FD的位置被设置于经由符号FD的实际位置和符号FPV的显 示位置的直线D与符号FD的显示窗口F0(界线L0)之间的交点。更具体地， 所述交点距离符号FD最近，这得以保持方向和操控感。

上述的计算可以确定所述符号FD的显示坐标(上文所提及的交点的坐标)。

第一阶段计算在于计算直线D(经由符号FPV显示位置和符号FD实际位 置的直线或射线)的方程式的参数。所述直线的方程式写为y＝s×x+o，S为 直线的倾斜度并且O为纵坐标。

$S=\frac{Y_{\mathrm{FD}}-Y_{\mathrm{spdve}\_\mathrm{display}}}{X_{\mathrm{FD}}-X_{\mathrm{spdvec}\_\mathrm{display}}},O=Y_{\mathrm{spdvec}\_\mathrm{display}}-X_{\mathrm{spdvec}\_\mathrm{display}}\times \frac{Y_{\mathrm{FD}}-Y_{\mathrm{spdvec}\_\mathrm{display}}}{X_{\mathrm{FD}}-X_{\mathrm{spdvec}\_\mathrm{display}}}$

根据定义，所需的交点既位于直线D上又位于所述圆圈(以R_FD为半径的 窗口F0)上，使得其坐标满足以下的方程组：

$\left(\begin{array}{c}y=S\times x+O\\ R_{\mathrm{FD}}^2=x^2+y^2\end{array}\right)$

因此，待解的方程式为：

$(1+S^2)\times x^2+2\times S\times O+(O^2-R_{\mathrm{FD}}^2)=0$

其判别式写为：$\Delta =4\times (R_{\mathrm{FD}}^2\times (1+S^2)-O^2)$

在符号FD的显示窗口F0比符号FPV的窗口F1更大的情况下，判别式Δ在 计算中永远为正值。这样，在直线D和符号FD的显示窗口F0之间总有两个 交点。

该方程式有两对坐标解：

$\left(\begin{array}{c}{X}_1=\frac{-2\times S\times O-\sqrt{\Delta }}{2\times (1+S^2)}\\ Y_1=S\times X_1+O\end{array}\right)$和$\left(\begin{array}{c}{X}_2=\frac{-2\times S\times O-\sqrt{\Delta }}{2\times (1+S^2)}\\ Y_2=S\times X_2+O\end{array}\right)$

所述计算的最后阶段在于在两个交点中进行选择。要选择的是距离符号FD 的绝对位置最近的交点(附图8中位于右侧的点)：

如果$\sqrt{{(c-x_{\mathrm{FD}})}^2+{(y_1-y_{\mathrm{FD}})}^2}\le \sqrt{{(x_2-x_{\mathrm{FD}})}^2+{(y_2-y_{\mathrm{FD}})}^2}$

则x_{FD_display}＝x₁

y_{FD_display}＝y₁

否则x_{FD_display}＝x₂

y_{FD_display}＝y₂

需注意到刚刚所描述的这种所述飞行器的辅助驾驶方法同祥适用于抬头显 示器和低头显示器。

该方法依靠向飞行员提供可靠的动态符号显示，即没有信息误差的定位新 规则。

该方法依靠根据显示需要和所定义的优先权可调节的定位准则。

附图13显示了根据本发明的辅助驾驶系统10的一种实施方式，该系统装 载于飞行器上并由点状线11示出。

系统10包括一个屏幕或具有以显示边界线16为边缘的显示区域14的显 示支撑12。

所述显示屏例如为参考前述附图所描述的类型。

系统10还包括一个数据处理单元或计算单元18(例如：机载计算器)，其 接收和处理来自飞行器的不同设备20a-d(传感器、机载计算器等)的数据/信 息。对这些数据的处理可以确定一个或多个符号例如前述的符号FPV和FD 的显示位置。代表该显示位置的数据/信息随后可以被传输至显示屏幕12以便 在确定的显示位置上显示所述符号。

所述数据/信息例如预先通过单元18被制作为一个或多个纳入了所述符号 位置的视颇图像的格式。

数据处理单元18包括了必要的装置或者被配置用于执行前文所描述的实 施方式的飞行器辅助驾驶方法，并且通常包括了示于附图14的步骤S1至S6。

附图14的算法包括以下几个主要步骤S1至S6：

步骤S1：确定一个待显示的符号(例如：FPV)相对于所述显示区域的实 际位置。

步骤S2：确定所述符号的实际位置在所述符号的第一分量轴上的正交投影 (FPV-lock)。

步骤S3：确定该投影(FPV-lock)相对于所述显示区域的显示边界线的位 置(相对定位)并且，当该投影超出所述显示边界线时，重新确定该投影 (FPV-lock)在所述显示边界线上的位置。

步骤S4：确定所述符号在第二分量轴上的位置(所述符号的实际位置在第 二分量轴上的正交投影)，所述第二分量轴经由根据所述符号的第二分量值、在 步骤S3所确定的位置。

步骤S5：确定在步骤S4中(第二投影)所确定的相对于所述显示区域的 显示边界线的位置(相对定位)并且，当该位置在第二分量轴上(第二投影) 超出所述显示边界线时，重新确定在所述显示边界线上的该位置(第二投影)。

步骤S6：在显示屏幕12上、步骤S5中确定的显示位置中显示所述符号 (FPV)。

需注意到步骤S1至S6对应于计算机程序指令或代码部分，它们加载于单 元18中并且通过用于运行所述方法的相关命令来执行。

机载计算单元18使得可以确定信息(例如符号的显示位置)并向飞行员显 示这些信息，在没有本发明的情况下则无法被显示。

所述计算单元使得可以显示由此被确定的信息，这些信息以飞行员可直接 领会的形式显示出来。

因此，这些代表飞行器实际状态的信息的显示既可靠又不会对飞行员产生 误导。