專利名稱：用于飛機(jī)駕駛員座艙或其它交通工具有的顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及本發(fā)明一般涉及用于飛機(jī)駕駛員座艙或其它交通工具的顯示系統(tǒng)，尤其涉及一背面投影數(shù)字顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)能選擇性顯示有關(guān)行進(jìn)路線、行進(jìn)條件，交通工具狀態(tài)、地理條件及危險或障礙警報等數(shù)據(jù)的高級信息。
2．相關(guān)已有技術(shù)說明飛機(jī)駕駛員座艙的設(shè)計在美國是由FAA管理的。SAE(汽車工程師協(xié)會)是FAA的標(biāo)準(zhǔn)制定／推薦團(tuán)體，它頒布了在制造飛機(jī)時遵守的飛行器儀表標(biāo)準(zhǔn)。例如3ATI插槽標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是被現(xiàn)在使用的絕大多數(shù)飛行器遵守的ARINC(航空電子工學(xué)無線股份有限公司)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是在以電子-機(jī)械顯示設(shè)備諸如HSI(水平狀態(tài)指示器)為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備時產(chǎn)生的，它只允許尺寸為3″×3″的儀表板面積。
隨著數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步，為了提供更高的可靠性、精確度和更多的功能，需要在該工業(yè)中用數(shù)字型式替換這些顯示器。然而，這些飛機(jī)無法容易地被更新成配備要求更大屏幕的數(shù)字設(shè)備，而現(xiàn)有的3×3儀表板經(jīng)證實不夠容納數(shù)字顯示器。這種3×3顯示一直是發(fā)展這種數(shù)字顯示的主要障礙。
首先，標(biāo)準(zhǔn)的直觀式LCD不是以這種尺寸大批量生產(chǎn)的，因此一種特制的3″×3″LCD的制造成本高達(dá)每個10，000美金。另外，直觀式LCD的結(jié)構(gòu)決定了該裝置的外周部分不能用于顯示信息，因為這部分已被驅(qū)動電路所使用。因此這種3″×3″LCD一般只能產(chǎn)生一個2．3″×2．3″的顯示面積。減少的顯示面積阻礙了其顯示足夠的信息以使其可用于許多功能的能力。
本發(fā)明針對的第二個問題是航空電子學(xué)工業(yè)對更精密復(fù)雜的“狀態(tài)安全意識”(SAS)技術(shù)日益增長的需要。這是指一種能為飛行員提供更易懂、更豐富的關(guān)于即時環(huán)境及可能出現(xiàn)的任何危害的信息的技術(shù)。
例如，美國在1996年有246起普通墜機(jī)事件。其中42起為控制中飛向地面(CFIT)。即，飛機(jī)在在飛行員的控制下撞向諸如山脈、天線或地面的情形。這種情形通常發(fā)生在能見度非常低和飛行員偏離了航道的時候。因此飛行員并沒有意識到飛行路線上的自然障礙，因為這種顯示裝置只能提供有關(guān)理想飛行航道的信息。
我們相信，如果本發(fā)明能被用于這些飛機(jī)，將避免許多這類事故的發(fā)生并挽救成百上千的生命。因此，在此行業(yè)中需要(1)能在即便是飛行員偏離了航道的時候也能有效地收集周圍構(gòu)造物數(shù)據(jù)的技術(shù)，和(2)能將此信息以一種簡單、直接的方式顯示給飛行員的硬件，最好是采用數(shù)字儀表。
發(fā)明概述相應(yīng)地，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)中的上述缺陷。
尤其是在本發(fā)明的某些方面，一個航空電子學(xué)顯示裝置也許會包含一個在3ATI顯示插槽中獲得最大顯示面積的背面投影LCD系統(tǒng)。
另外，在本發(fā)明中，微處理器可接收G．P．S．(“全球定位系統(tǒng)”)的數(shù)據(jù)作為輸入。同時微處理器還有一以數(shù)據(jù)庫形式存儲北美或其它地區(qū)的防御測繪機(jī)構(gòu)的地形信息的存儲器。該裝置將G．P．S．和地形數(shù)據(jù)相關(guān)起來從而確定飛機(jī)位置及飛行航道上或附近區(qū)域的所有障礙物。另外，感應(yīng)羅盤和陀螺儀指示飛機(jī)當(dāng)前方位的數(shù)據(jù)被用于確定飛行器的航道。其他導(dǎo)航裝置(例如VOR)也可以用于確定航向。由此信息，用DOD地形數(shù)據(jù)確定即將來臨的障礙物并將其顯示給飛行員。
在本發(fā)明的幾個特定實施例中，幾種不同的信息可以有選擇地顯示于系統(tǒng)。為了便于理解同時減少混亂，提供了幾個用戶輸入口供飛行員有選擇性地打開或關(guān)閉某種信息的顯示。例如，在飛行員準(zhǔn)備著陸接近跑道并且在跑道目視范圍內(nèi)時，飛行員可以關(guān)閉與著陸無關(guān)的后視圖或?qū)Ш捷o助信息。
另外，有一點應(yīng)予以注意本發(fā)明適用于航空電子學(xué)飛機(jī)駕駛員座艙的顯示器，也同樣適用于其它交通工具。
附圖簡要說明

圖1為本發(fā)明一實施例元件的方框圖。
圖2為本發(fā)明一實施例的截面圖。
圖3A為本發(fā)明的視頻顯示系統(tǒng)一實施例的方框圖。
圖3B為本發(fā)明的反射鏡及LCD系統(tǒng)的詳細(xì)方框圖。
圖4為本發(fā)明的傳感器輸入系統(tǒng)的一實施例的方框圖。
圖5為本發(fā)明一實施例的操作程序流程。
圖6為圖5的程序流程的子程序。
圖7A和7B為本發(fā)明一實施例的典型顯示屏。
圖8A和8B示出用于本發(fā)明的一個3ATI插槽。
詳細(xì)說明概述圖1為系統(tǒng)的總方框圖。整個系統(tǒng)由可以由Mortorola制造的MPC821微處理器100驅(qū)動。如以下將會詳細(xì)闡述的一樣，微處理器100接收多個傳感器輸入200，可以包括諸如G．P．S．信息、感應(yīng)羅盤數(shù)據(jù)、陀螺儀數(shù)據(jù)等。傳感器輸入200經(jīng)采樣后輸入處理器100并與時鐘同步信號300同步。該微處理器100接收時鐘同步信號300，將該信號再生后將其輸入連接的裝置。微處理器100還與非易失存儲器410相連，該存儲器可以是諸如Intel制造的208F800型閃速存儲器。該存儲器被用來存儲操作軟件、數(shù)據(jù)庫信息和重復(fù)性屏幕數(shù)據(jù)，下文會對此數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)說明。微處理器100還與易失存儲器420相連，例如DRAM，該存儲器用于存儲操作過程中使用的信息和用于驅(qū)動顯示系統(tǒng)的圖示信息。通常存儲器410和420有至少4M字節(jié)的存儲空間。
微處理器100還控制背面投影系統(tǒng)500，該系統(tǒng)包含光源510、LCD驅(qū)動器系統(tǒng)520和一在顯示屏540上顯示數(shù)據(jù)的背面投影LCD530。該LCD驅(qū)動器520從存儲器420接收由微處理器100編程的圖示信息。微處理器100根據(jù)從傳感器輸入200接收的數(shù)據(jù)和從用戶輸入裝置600接收的用戶輸入條件，將該圖示數(shù)據(jù)編程后輸入存儲器400。
如圖2所示，整個裝置可以被裝入一個3ATI盒。如圖所示，用戶輸入裝置600包含多個旋鈕和開關(guān)，為了避免擋住屏幕540，它們被有選擇地定位。另外，為了避免穿過位于燈510與LCD530之間的光路及LCD530與屏幕540之間的像路，這些裝置被安裝在儀器內(nèi)部。本發(fā)明為了結(jié)構(gòu)緊湊和不擋住屏幕而設(shè)計的結(jié)構(gòu)將在下文中更詳細(xì)地描述。
背面投影LCD顯示系統(tǒng)圖3A為背面投影系統(tǒng)500的詳細(xì)方框圖，它包含光源510、鏡系統(tǒng)532、LCD530、LCD驅(qū)動器522、定序器524和屏幕540。一種市場可以買到的TFT(薄膜晶體管)型LCD可用于圖像投影，也可以采用任何適用的投影LCD系統(tǒng)。LCD530和鏡系統(tǒng)532組成一個無濾色器的微透鏡型背面投影LCD，例如SonyLCS019型就是這種裝置。該裝置可按如下步驟操作光源510發(fā)出白光，接著鏡系統(tǒng)532將該光分解成三個分量R，G，B，分別延著第一軸R、第二軸G和第三軸B傳遞，這三個軸互成一個角度。光線R，G，B以離散的角度與單個象素撞擊。根據(jù)從驅(qū)動器520接收到的電信號(該電信號是根據(jù)從微處理器100得到的數(shù)據(jù)和從存儲器420得到的圖示數(shù)據(jù)形成的)，554的各個象素被調(diào)節(jié)合成一個彩色圖象，該圖象延光軸X投射到屏幕540。該LCD534可通過驅(qū)動器520以任何理想的速度更新，但最好以30幀／秒的速度更新。以下描述該LCD驅(qū)動器的操作。
下面參照圖3B對本發(fā)明一實施例的光系統(tǒng)作更詳盡的說明。燈或其它光源510發(fā)出的白光被第一鏡5322反射后通過聚光鏡5324以形成一準(zhǔn)直的光束，該光束此時瞄準(zhǔn)二向色鏡系統(tǒng)5324。該系統(tǒng)包括一楔5324A，該楔包含涂以二向色材料的上表面5324A，該表面反射紅光而讓其它顏色的光通過。經(jīng)反射后紅光以與LCD法線成7°的角度指向LCD。該楔5324的第二表面5324B以與法線成0°的角度反射藍(lán)光并讓其它顏色的光通過。在楔5324的下方是一鏡5325，該鏡以與法線成-7°的角度反射剩余的綠光。為了簡單起見，圖3B中僅用一束光來作示意性圖解。當(dāng)然，所有瞄準(zhǔn)楔5324和鏡5325的光都會經(jīng)歷相似的分離過程。隨后，R，G，B光束撞擊LCD530。通過LCD530后，已成形的圖象穿過一個投影透鏡系統(tǒng)(該系統(tǒng)包括透鏡5326A和5326B)后投射到屏幕上。
應(yīng)注意，兩個分離的鏡面板可以用來代替楔3324。然而，該楔構(gòu)造可以實現(xiàn)與一個鏡系統(tǒng)同樣效果，同時避免光必須通過四個額外的表面(例如，綠光必須在其向下和向上時分別多經(jīng)過兩個表面)。這樣可以有更大的顯強(qiáng)度。
LCD驅(qū)動器520包含一個D／A轉(zhuǎn)換器。于是把模擬數(shù)據(jù)輸入定序器524，再輸入LCD530。LCD驅(qū)動器520由位于存儲器420內(nèi)的一個圖形緩沖器更新。此過程在硬件內(nèi)完成。如果處理器100停止對屏幕存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)更新，該LCD驅(qū)動器520仍將繼續(xù)以猝發(fā)方式從存儲器2的圖形緩沖器拉出屏幕數(shù)據(jù)以保持LCD圖象的更新。這意味著，處理器100不必為了消除閃屏而以恒定的速度更新屏幕圖形數(shù)據(jù)。
屏幕數(shù)據(jù)在“推挽式”圖形緩沖器中更新。這意味著當(dāng)?shù)谝痪彌_器用于更新LCD時，處理器軟件更新第二緩沖器。當(dāng)處理器更新結(jié)束時，它會設(shè)置一個“就緒”標(biāo)記并改變LCD驅(qū)動器520的開始地址。這被稱為新緩沖器的“拉出”。當(dāng)LCD驅(qū)動器520處在當(dāng)前屏幕更新周期結(jié)束時會自動啟用新的緩沖器地址，將剛更新過的圖形數(shù)據(jù)顯示在屏幕上。LCD驅(qū)動器還在處理器100中發(fā)一個中斷信號，通過使“就緒”標(biāo)記復(fù)位并設(shè)置下一更新緩沖器的地址指示“拉出完畢”。這一標(biāo)記／地址指出空緩沖器并將被主程序循環(huán)用于下一次更新。
一個三緩沖器系統(tǒng)可能會被用來達(dá)到以下結(jié)果1．當(dāng)前顯示的緩沖器(只讀，直到拉出到下一緩沖器)。
2．正在描繪的緩沖器(將會成為下一個被顯示的)。
3．正在清除的緩沖器(將會成為下一個描繪的)。
該三緩沖器方案的應(yīng)用允許用直接存儲器存取(DMA)來完成緩沖器的清除操作，DMA通過允許處理器軟件執(zhí)行與屏幕緩沖器清除同時進(jìn)行而提高了處理器的效率。
為了提高系統(tǒng)的速度，重復(fù)顯示的圖形，例如諸如羅盤圖案的背景圖形，被一次性寫入并存儲為背景。這樣，適當(dāng)?shù)闹貜?fù)圖形是通過DMA復(fù)制到該緩沖器的而不是將緩沖器清除成黑色。這樣可以使描繪步驟只將合適的圖形加到該重復(fù)圖形的頂部。
因此，以下為讀寫三個緩沖器(緩沖器0，緩沖器1，緩沖器2)的過程1．用緩沖器0的數(shù)據(jù)更新LCD屏幕。
2．處理器100和存儲器2共同將一個新的圖形存儲到緩沖器1中。
3．處理器100和存儲器2共同將重復(fù)圖形數(shù)據(jù)存儲到緩沖器2中。
4．用緩沖器1的數(shù)據(jù)更新LCD屏幕。
5．寫入一個新的圖形數(shù)據(jù)到緩沖器2，掩蓋已存于緩沖器2中的重復(fù)圖形數(shù)據(jù)。
6．將重復(fù)圖形數(shù)據(jù)存入緩沖器0。
7．用緩沖器2中的數(shù)據(jù)更新LCD屏幕。
雖然以上只描述了該LCD如何讀、寫和如何實現(xiàn)驅(qū)動功能的一個例子，但本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都清楚地知道，許多其它類型的存儲器和程序體系也能達(dá)到相似的效果。
傳感器輸入本發(fā)明接收許多傳感信號，這些信號被處理器100用于計算各種參數(shù)，例如當(dāng)前的航向、離地高度、經(jīng)度和緯度、飛行器的姿態(tài)等。如圖4所示，從飛行器的各種傳感器接收許多信號210。該信號210可以被送入信號調(diào)節(jié)電路220，接著被送入一個48路的復(fù)用器230。該復(fù)用器230還接收一個時鐘控制信號240。在一個實施例中，該時鐘控制信號240為該飛行器的400HZ的A／C電源。使用時鐘信號的飛行器電源有利于同步對A／C傳感器的復(fù)用器采樣，因為遍布飛行器的傳感器不需要一個分離的時鐘信號傳遍飛行器就可以與處理器100和復(fù)用器230同步。單個復(fù)用器230的運(yùn)用還允許使用給微處理器100輸入數(shù)據(jù)的單個A／D變換器250。信號輸入210包含從以下各處傳來的信號感應(yīng)羅盤、定向陀螺儀、G．P．S．接收器、ILS接收器(指令著陸系統(tǒng))，該接收器提供精確的接近導(dǎo)向和著陸。如圖1所示，一些輸入可以通過串行輸入250被直接耦合到微處理器100。例如，GPS數(shù)據(jù)可以是來自GPS接收器的串行輸入。又，來自雷達(dá)高度計顯示飛行器離地高度的數(shù)據(jù)可以通過串行輸入被輸入。依據(jù)數(shù)據(jù)優(yōu)先極的不同，一些輸入每周期采樣一次而其他輸入則可通過復(fù)用器230采樣數(shù)次。
在一些實施例，1600Hz的同步信號由“同步”切斷峰值電壓和400Hz電源信號的零交叉而產(chǎn)生。這樣允許更快速的采樣。
除了上述的傳感器，還可以使用諸如閃電傳感器的附加傳感器。實際上，任何導(dǎo)航或其它飛行數(shù)據(jù)傳感器都可以應(yīng)用。
在本發(fā)明的一些實施例中，非易失性存儲器410根據(jù)一個地形圖存儲數(shù)據(jù)庫，該地形圖以經(jīng)度和緯度位置為基礎(chǔ)示出了世界一給定區(qū)域的不同障礙。提供飛機(jī)位置諸如G．P．S．接收機(jī)或類似系統(tǒng)的傳感數(shù)據(jù)將由微處理器100檢查并通過一張查找表與地形數(shù)據(jù)相關(guān)。因此，微處理器100將能確定在飛行器的航道上或是飛行器附近是否有任何障礙。如下所述的這一數(shù)據(jù)能以一種簡潔的方式顯示給飛行員來警告撞擊障礙物的可能性。
存儲器410還存儲其他數(shù)據(jù)庫信息，如飛機(jī)場方位、跑道數(shù)據(jù)、磁北極數(shù)據(jù)，等等。
本發(fā)明還提供一特定的更新存儲在存儲器410中數(shù)據(jù)庫信息的方法。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，諸如飛機(jī)場方位、磁數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫信息是定期更新的。然而，當(dāng)這些數(shù)據(jù)庫被更新時，它們有一個能應(yīng)用的有效期。
數(shù)據(jù)庫由飛機(jī)上常規(guī)的維護(hù)程序更新。特別是一個維護(hù)計算機(jī)通過諸如串行口與機(jī)載微處理器相連。維護(hù)計算機(jī)通過更新數(shù)據(jù)庫來包含有效數(shù)據(jù)。然而，問題是在何處先于新數(shù)據(jù)生效執(zhí)行機(jī)上維護(hù)。一般在這種情況下，飛機(jī)將被迫同時儲存“老”數(shù)據(jù)庫信息和即將有效的數(shù)據(jù)庫信息，從而加倍需要的存儲器。然而，在本發(fā)明中，數(shù)據(jù)庫更新時只將其更新的信息寫入存儲器。這些改變后的信息點被寫入被稱為連續(xù)數(shù)據(jù)的那部分存儲器。使用數(shù)據(jù)庫時，微處理器100將首先從數(shù)據(jù)庫的常規(guī)部分讀取期望的數(shù)據(jù)，然后檢查條件存儲器部分以確定在當(dāng)前查詢到的數(shù)據(jù)中是否有任何改變。如有改變，微處理器100檢查是否有新的有效期產(chǎn)生，如有，它將在條件存儲器中使用新的數(shù)據(jù)；否則，它使用老的數(shù)據(jù)。即，維護(hù)計算機(jī)確定機(jī)載計算機(jī)的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容并決定哪些數(shù)據(jù)改變了。它只上載改變后的數(shù)據(jù)。例如，在一個實施例中，機(jī)載存儲器包含指出最后一次更新日期的數(shù)據(jù)。維護(hù)計算機(jī)檢查這一日期并能以此日期確定應(yīng)該加什么數(shù)據(jù)。值得注意的是，對一特定數(shù)據(jù)點上會有數(shù)次改變，每一次改變都被存儲在連續(xù)存儲器中。當(dāng)然，如有需要，該特別主存儲器可以被重新更新，連續(xù)存儲器可以被清零。
這個系統(tǒng)有兩個主要的優(yōu)點。第一，它能減少所需的機(jī)載存儲器容量，進(jìn)而降低該裝置的價格，第二，因其只需上載改變的數(shù)據(jù)，所以能加速上載新數(shù)據(jù)的維護(hù)處理。
機(jī)械改進(jìn)如上所述，本發(fā)明的目的之一是將LCD屏幕的可顯示面積擴(kuò)到最大。在本發(fā)明針對3ATI航空電子工學(xué)插槽的一個實施例中，由于受到3″×3″屏幕的限制，導(dǎo)致有用顯示面積太小以至于不能達(dá)到實用的目的。因此，本發(fā)明的目的之一是優(yōu)化用戶輸入裝置的安放，即，設(shè)置能允許飛行員控制裝置上顯示標(biāo)記的按鈕和旋鈕。如圖2所示，一些按鈕900被設(shè)置在顯示裝置的外周邊上。另外，至少有一個旋鈕910設(shè)置在顯示裝置的底角內(nèi)以免與顯示區(qū)發(fā)生沖突。于是旋鈕910通過一個通用接頭920與一個旋轉(zhuǎn)編碼器930相連?；蛘撸梢杂靡蝗嵝暂S代替接頭結(jié)構(gòu)。通用接頭的運(yùn)用解決了以下兩個問題一，它允許將旋鈕設(shè)置得與該裝置的外殼基本上平行且接近。二，它允許將旋鈕的軸設(shè)置在該LCD的光路以外。
本發(fā)明的這一系統(tǒng)允許8．4平方英寸的3ATI面板可用于視頻顯示，該面板占有9．56平方英寸的空間。這樣，有大約88％的屏幕得到了利用。按照本發(fā)明，有至少70％的屏幕得以利用為佳。理想的是有75-88％或至少75％的利用率。更為理想的是能使用至少80％或至少85％的屏幕。因此，本發(fā)明的一個實施例利用了大約80％的屏幕。
操作現(xiàn)參照圖5說明本發(fā)明的程序流程圖。在步驟700中，處理器100從傳感器輸入端200接收發(fā)送信號。這一步驟是多路復(fù)用器通過每個輸入端來實現(xiàn)的。在步驟710中，處理器100通過查詢輸入鈕確定將要顯示在屏幕上的標(biāo)記和多種數(shù)據(jù)。在步驟720中，處理器100計算所需的顯示參數(shù)，例如飛機(jī)的姿態(tài)、羅盤方向以及基于傳感信號和由用戶控制選擇的特定圖形模式的其它此類數(shù)據(jù)。在步驟730-750中，處理器100計算任何“應(yīng)急”參數(shù)，即使這些參數(shù)沒有在步驟720中被用戶選中。
圖6示出這種子程序的一個例子。例如，假設(shè)用戶將該裝置的地形數(shù)據(jù)、G．P．S．和地形學(xué)數(shù)據(jù)功能關(guān)閉，該處理器將會在步驟810檢查檢測到的G．P．S．?dāng)?shù)據(jù)。在步驟820中，處理器會接收感應(yīng)羅盤和陀螺儀數(shù)據(jù)。在步驟830中，處理器會用從步驟810和820得到的數(shù)據(jù)計算當(dāng)前的方位、飛機(jī)的姿態(tài)和當(dāng)前的航道。在步驟840，處理器會查詢存儲器400中與由步驟830計算得出的方位及航道有關(guān)的地形學(xué)數(shù)據(jù)并確定任何障礙物的方位。在步驟850，處理器確定在當(dāng)前航道中有無障礙物。如有障礙物，它會將應(yīng)急圖形數(shù)據(jù)寫入即將被LCD顯示的下一緩沖區(qū)。如沒有障礙物，處理器將繼續(xù)執(zhí)行步驟860并決定在距本飛機(jī)當(dāng)前位置或航道一預(yù)定距離內(nèi)是否有障礙物。如有障礙物，則將警示數(shù)據(jù)寫入圖形緩沖區(qū)下一步在LCD上顯示。例如，如在步驟850中發(fā)現(xiàn)航道上有一障礙物，該信息將被寫入緩沖區(qū)，然后以明亮紅色閃現(xiàn)在下一屏幕上。如在步驟860中發(fā)現(xiàn)一障礙物在預(yù)定區(qū)域內(nèi)但不是直接處在本飛機(jī)的航道上，將在屏幕上顯示一個黃色或琥珀色的標(biāo)記以建議飛行員密切監(jiān)視該障礙物的方位。
在確定一個障礙物是否位于該飛機(jī)的航道內(nèi)時，該系統(tǒng)會考慮障礙物和飛機(jī)的高度以及當(dāng)前的航道。例如，如果有一個障礙物在海拔1200英尺而飛機(jī)此時在海拔6000英尺的高度飛行，將不會有警報發(fā)出，除非該飛機(jī)正在下降，并且該障礙物正好位于該下降航道上。
再參見主程序流程圖，在步驟760中，該處理器將在存儲器420的下一緩沖區(qū)中寫入圖形數(shù)據(jù)。在步驟770中，重復(fù)性數(shù)據(jù)被寫入下一+1緩沖區(qū)。在步驟780中，下一+2緩沖區(qū)被清零。在步驟790中，重新回到開始并重復(fù)運(yùn)行該過程。
顯示屏幕圖7A和圖7B示出可以使用本系統(tǒng)顯示的典型屏幕。圖7A示出一個表現(xiàn)人造障礙的圖形和自然地形障礙的360度視圖。飛機(jī)的當(dāng)前位置由一個飛機(jī)圖標(biāo)1000示出。當(dāng)前行駛方向由圖標(biāo)1100示出為240度，當(dāng)前航道由線1200示出。一個自然地形障礙用圖標(biāo)1300示出。自然障礙1300海拔高度1670英尺，該高度被認(rèn)為危險地接近飛機(jī)的當(dāng)前海拔高度1220英尺。另外，當(dāng)前航道將被認(rèn)為是危險地靠近該自然障礙物1300，因此發(fā)出一個警報。例如，警報圖標(biāo)1400可以以琥珀色或紅色閃現(xiàn)，同時，圖標(biāo)1300本身以紅色或琥珀色閃現(xiàn)。另外，將發(fā)出一個有聲警報。仍舊參見這幅圖，人造障礙由屏幕上反向的″V’s″表現(xiàn)。
圖7B與上述圖7A相似，只是它是一個弧形的90度視圖，因此只能提供給飛行員一個向前看的前景圖。另外，也可在屏上顯示其它圖象。例如，在圖7B中顯示了一個無方向的燈塔1600。
正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能理解的，任何類型的導(dǎo)航顯示都可以由本發(fā)明的屏幕顯示，以上描述的例子僅作示例用而不代表本發(fā)明的整個范圍。
結(jié)構(gòu)圖8A示出用于本發(fā)明的3ATI插槽的一個例子。圖8B是一個部分分離的放置有本發(fā)明的背面投影系統(tǒng)的3ATI插槽。為了簡單起見，在此圖中不示出其它元件。
雖然特別參照一個航空電子工學(xué)顯示系統(tǒng)描述了本發(fā)明，本發(fā)明可以被理解成可以用于任何交通工具的顯示系統(tǒng)。特別是，它非常適用于貨運(yùn)或商用列車及高速子彈頭列車系統(tǒng)。另外，雖然參照該3ATI系統(tǒng)揭示了該航空電子工學(xué)顯示屏幕，但是很清楚它能用于其它插槽尺寸，并且它的適用性是與其尺寸息息相關(guān)的。
權(quán)利要求
1．一種航空電子工學(xué)顯示裝置，其中包含多個用于接收有關(guān)飛機(jī)的狀態(tài)、位置和姿態(tài)的傳感器數(shù)據(jù)和產(chǎn)生相應(yīng)傳感器信號的傳感器輸入端；一用于接收傳感器信號的微處理器；一存儲器裝置；一包含屏幕和圖象發(fā)生單元的背面投影圖象系統(tǒng)；一用于有選擇地控制將要被顯示于屏幕的項目的用戶輸入端；其中，所述背面投影系統(tǒng)和用戶輸入系統(tǒng)與微處理器有選擇地相連；和有至少80％的屏幕被用于投影圖象。
2．一種航空電子工學(xué)飛機(jī)駕駛員座艙顯示單元，其中包含一個含有預(yù)定面積的顯示屏幕；和一個用于在所述顯示屏幕至少80％面積上顯示信息的圖象顯示電路。
3．一種航空電子工學(xué)飛機(jī)駕駛員座艙顯示單元，其中包含一個用于顯示航空電子工學(xué)信息的顯示屏幕；和一個用于將航空電子工學(xué)信息投射到所述屏幕的背面投影成象器。
4．一種帶投影屏幕的航空電子工學(xué)顯示裝置，其中包含一個用于接收傳感到的信號的接口；一個用于將傳感數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形數(shù)據(jù)的處理器；和一個接收圖形數(shù)據(jù)的背面投影儀，用于將圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖象并將該圖象投射到屏幕上。
5．一種在3″×3″飛機(jī)面板中增大數(shù)字航空電子工學(xué)顯示器的顯示面積的方法，包括以下步驟(a)提供一背面投影屏幕；(b)提供一背面投影儀；(c)提供一個用于根據(jù)預(yù)先存儲的程序和用戶輸入控制所述投影儀的控制器；(d)將所需的圖象從所述投影儀投射到所述屏幕；(e)在屏幕的外圍提供用戶控制機(jī)械裝置，操作時將該用戶控制機(jī)械裝置與所述控制器連接以提供用戶輸入，這樣有至少80％的屏幕被用于顯示所需的圖象。
6．一種向飛行員發(fā)出危險地接近地面的警報的方法，包含以下步驟(a)接收提供飛機(jī)當(dāng)前地理位置的G．P．S．?dāng)?shù)據(jù)；(b)將接收到的G．P．S．?dāng)?shù)據(jù)與存儲在一個計算機(jī)存儲器中的地形數(shù)據(jù)相比較并確定飛機(jī)是否位于預(yù)定的地面極限范圍內(nèi)；和(c)如果飛機(jī)位于預(yù)定的地面極限范圍內(nèi)，發(fā)出一個目視警報給飛行員。
7．一種使用背面投影顯示裝置向飛行員發(fā)出危險地接近地面的警報的方法，包含以下步驟(a)接收提供飛機(jī)當(dāng)前地理位置的G．P．S．?dāng)?shù)據(jù)；(b)將接收到的G．P．S．?dāng)?shù)據(jù)與存儲在一個計算機(jī)存儲器中的地形數(shù)據(jù)相比較并確定飛機(jī)是否位于預(yù)定的地面極限范圍內(nèi)；和(c)如果上飛機(jī)位于預(yù)定的地面極限范圍內(nèi)，用背面投影系統(tǒng)將一個目視警報投射到屏幕上。
8．一種給交通工具駕駛員顯示交通工具信息的顯示裝置，其中包含一個顯示屏幕；一個用于在屏幕上顯示圖象的背面投影顯示單元，其中有一光路被限制在顯示單元和所述屏幕之間；用戶輸入機(jī)械裝置，其近端沿所述屏幕的外周設(shè)置，其遠(yuǎn)端接至背面投影單元，還有一設(shè)置在所述近端和遠(yuǎn)端之間的通用接頭，用于防止用戶輸入機(jī)械裝置對光路的影響。
9．一種用含有預(yù)定有效期的數(shù)據(jù)更新航空電子工學(xué)顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的方法，包含以下步驟(a)提供一含有用于存儲數(shù)據(jù)庫的存儲媒體的機(jī)載計算機(jī)；(b)將所述存儲媒體分成至少兩部分，包含主數(shù)據(jù)部分和繼續(xù)部分；(c)將初始數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)存入主數(shù)據(jù)部分；(d)在更新時，將一個維護(hù)計算機(jī)與所述存儲媒體對接；(e)利用所述維持計算機(jī)把將要更新的新數(shù)據(jù)與先前存入存儲媒體的數(shù)據(jù)相比較并確定差異。(f)僅將該不相同的數(shù)據(jù)連同其有關(guān)的有效期寫入所述存儲媒體的繼續(xù)部分，其中所述運(yùn)行中的機(jī)載計算機(jī)搜索主數(shù)據(jù)和繼續(xù)數(shù)據(jù)，并在過了有效期后用所存的繼續(xù)數(shù)據(jù)代替主數(shù)據(jù)。
10．一種航空電子工學(xué)顯示裝置，其中包含許多用于接收關(guān)于飛機(jī)的條件、位置和姿態(tài)的傳感器數(shù)據(jù)和產(chǎn)生相應(yīng)傳感器信號的傳感器輸入；一用于接收傳感器信號的微處理器；一存儲器裝置；一包含屏幕和圖象發(fā)生單元的背面投影成象系統(tǒng)；一用于有選擇地控制將被顯示于屏幕的項目的用戶輸入端；其中，所述背面投影系統(tǒng)和用戶輸入系統(tǒng)與微處理器有選擇地相連；和所述屏幕至少80％的面積用于投射圖象。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于飛機(jī)或其它交通工具的顯示系統(tǒng)。利用背面投影LCD使最大的屏幕面積用于顯示與操作者相關(guān)的數(shù)據(jù)。
文檔編號G01C21/00GK1278941SQ9881089
公開日2001年1月3日 申請日期1998年9月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月22日
發(fā)明者杰拉德·J·布勞克 申請人:杰拉德·J·布勞克