航空器的觸覺觸摸屏以及用于操作航空器的方法
【專利摘要】一種用于控制航空器的飛行操作的航空器駕駛臺，包括：至少一個觸摸屏，所述觸摸屏具有多個用戶輸入；所述多個用戶輸入中的至少一些用戶輸入是觸覺輸入，所述觸覺輸入提供對觸摸的觸覺響應(yīng)；使用觸覺觸摸屏顯示器操作具有駕駛臺的航空器的方法可包括：檢測所述觸覺輸入中一個的觸摸以定義選擇；以及基于所述選擇輸出觸覺響應(yīng)，其中，所述觸覺觸摸屏顯示器具有多個觸覺輸入，每個觸覺輸入提供觸覺響應(yīng)。
【專利說明】航空器的觸覺觸摸屏以及用于操作航空器的方法
[0001]相關(guān)申請交叉引用
[0002]本申請根據(jù)35U.S.C.§ 119要求于2012年11月9日提交的英國專利申請第12202180號的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用被并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種航空器的觸覺觸摸屏以及用于操作航空器的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]在現(xiàn)代航空器座艙中，觸屏顯示器，即觸摸屏，可以用來控制航空器的各種特征。這些觸摸屏可以依靠聲音或可視指示來指示識別了用戶對屏幕的觸摸輸入。即使對選擇輸入的這種識別有很小的延遲都可能使用戶不確定是否作出過輸入選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個實施例中，本發(fā)明涉及用于控制航空器的飛行操作的航空器駕駛臺，包括:至少一個觸摸屏，所述觸摸屏具有多個用戶輸入；所述多個用戶輸入中的至少一些用戶輸入是觸覺輸入，所述觸覺輸入提供對觸摸的觸覺響應(yīng)；其中，對觸覺輸入的觸覺響應(yīng)是基于對航空器操作的相應(yīng)用戶輸入的猛烈程度的分類確定的。
[0006]作為優(yōu)選，觸覺輸入被 分類為菜單功能、菜單動作、硬動作和錯誤動作中的一個。
[0007]作為優(yōu)選，對硬動作的觸覺響應(yīng)比對菜單功能和菜單動作的觸覺響應(yīng)更加猛烈。
[0008]作為優(yōu)選，對所述錯誤動作的觸覺響應(yīng)比對所述硬動作的觸覺響應(yīng)更加猛烈。
[0009]作為優(yōu)選，對航空器操作的所述相應(yīng)觸覺輸入的猛烈程度可以被分類為無沖擊、對系統(tǒng)有影響和錯誤事件中的一個。
[0010]作為優(yōu)選，對所述錯誤事件的觸覺響應(yīng)比對系統(tǒng)有影響的觸覺響應(yīng)更加猛烈。
[0011]在另一實施例中，本發(fā)明涉及使用觸覺觸摸屏顯示器操作具有駕駛臺的航空器的方法，所述觸覺觸摸屏顯示器具有多個觸覺輸入，所述每個輸入提供觸覺響應(yīng)，所述方法包括:檢測所述觸覺輸入中一個的觸摸以定義選擇；根據(jù)預(yù)定義分類確定選擇對航空器操作的猛烈程度；以及基于確定的猛烈程度輸出觸覺響應(yīng)。
[0012]作為優(yōu)選，觸覺輸入被分類為菜單功能、菜單動作、硬動作和錯誤動作中的一個。
[0013]作為優(yōu)選，對硬動作的觸覺響應(yīng)輸出比對菜單功能和菜單動作的觸覺響應(yīng)輸出更加猛烈。
[0014]作為優(yōu)選，對所述錯誤動作的觸覺響應(yīng)輸出比對所述硬動作的觸覺響應(yīng)更加猛烈。
[0015]作為優(yōu)選，選擇對航空器操作的猛烈程度被分類為無沖擊、對系統(tǒng)有影響和錯誤事件中的一個。
[0016]作為優(yōu)選，對系統(tǒng)有影響的選擇的觸覺響應(yīng)輸出比對無沖擊的選擇的觸覺響應(yīng)輸出更加猛烈。[0017]作為優(yōu)選，對錯誤事件的選擇的觸覺響應(yīng)輸出比對系統(tǒng)有影響的選擇的觸覺響應(yīng)更加猛烈。
[0018]在又一實施例中，本發(fā)明涉及使用觸覺觸摸屏顯示器操作具有駕駛臺的航空器的方法，所述觸覺觸摸屏顯示器具有多個觸覺輸入，所述每個輸入提供觸覺響應(yīng)，所述方法包括:檢測所述觸覺輸入中一個的觸摸以定義選擇；其中，所述觸覺輸入是根據(jù)所述觸覺輸入對航空器操作的猛烈程度分類的；以及基于所述選擇輸出觸覺響應(yīng)。
[0019]作為優(yōu)選，所述猛烈程度被分類為無沖擊觸覺輸入，對系統(tǒng)有影響的觸覺輸入和錯誤事件觸覺輸入中的一個。
[0020]作為優(yōu)選，對系統(tǒng)有影響的觸覺輸入的觸覺響應(yīng)輸出比對無沖擊觸覺輸入的觸覺響應(yīng)輸出更加猛烈。
[0021]作為優(yōu)選，對錯誤事件觸覺輸入的觸覺響應(yīng)輸出比對系統(tǒng)有影響的觸覺輸入的觸覺響應(yīng)更加猛烈。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]在附圖中:
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例具有駕駛臺的航空器座艙的一部分的透視圖，駕駛臺具有觸摸屏顯示器。
[0024]圖2是圖1觸摸屏的放大視圖。
【具體實施方式】
[0025]圖1圖解說明了具有座艙12的航空器10的一部分。盡管圖示出了商用航空器，但是可以預(yù)期，本發(fā)明的實施例可以用在任何類型的航空器中，例如但不限于，固定翼、旋轉(zhuǎn)翼、火箭、私用航空器和軍用航空器。第一用戶(例如駕駛員)可以出現(xiàn)在座艙12的左側(cè)的座位14上，另一用戶(例如副駕駛員)可以出現(xiàn)在座艙12的右側(cè)的座位16上。具有各種儀器20和多個多功能飛行顯示器22的駕駛臺18可以被定位在駕駛員和副駕駛員的前方，并可以給飛行人員提供幫助駕駛航空器10的信息。飛行顯示器22可包括主飛行顯示器或多功能顯示器，并可顯示在航空器10的操作和控制中使用的寬范圍的航空器、飛行、航行和其它信息。
[0026]圖示為飛行顯示器22之間彼此間隔開并排布置。飛行顯示器22可以任何方式布局，包括具有更少或更多的顯示器。而且，飛行顯示器22不需要是共面的，也不需要是相同大小的。
[0027]可以預(yù)期，一個或多個光標(biāo)(cursor)控制裝置26和一個或多個多功能鍵盤28可包括于座艙12中，還可以由一個或多個飛行組成員使用以與航空器10的系統(tǒng)交互。適當(dāng)?shù)墓鈽?biāo)控制裝置26可包括適于從用戶處接收輸入并將此輸入轉(zhuǎn)換成多個飛行顯示器中任一個飛行顯示器上的圖形位置的任何裝置。各種操縱桿、多向搖桿開關(guān)、鼠標(biāo)、軌跡球等等適合此目的，每個用戶可以有單獨的(一個或多個)光標(biāo)控制裝置26和(一個或多個)鍵盤28。
[0028]至少一個觸摸屏30可包括于駕駛臺18中，可由包括駕駛員和副駕駛員在內(nèi)的一個或多個飛行組成員使用以與航空器10的系統(tǒng)交互。在圖示的例子中，觸摸屏30被定位在座位間的控制區(qū)中；然而，應(yīng)理解觸摸屏30可定位在駕駛臺18的其它區(qū)域中。這種觸摸屏30可采用任何適當(dāng)形式，包括液晶顯示器(LCD)。多個用戶輸入32可包括于觸摸屏30上。此多個用戶輸入32可動態(tài)地改變或可保持不變。
[0029]觸摸屏30可使用各種物理或電氣特性以感測來自飛行人員的輸入。例如，一個或多個傳感器34可操作地耦連到觸摸屏30，并被配置成感測多個用戶輸入32中一個用戶輸入的選擇。傳感器34可以是任何適當(dāng)?shù)念愋停娙菪?，電阻型等等?br> [0030]多個用戶輸入32中的至少一些用戶輸入可以是觸覺輸入36，觸覺輸入提供對用戶的觸摸或選擇的觸覺響應(yīng)。觸覺響應(yīng)可以是在識別用戶的觸摸或選擇時來自觸摸屏30對用戶的任何適當(dāng)?shù)奈锢矸答?。可以預(yù)期，所有的用戶輸入32可以是觸覺輸入36。還可以預(yù)期，觸覺輸入36可以包括于觸摸屏30不被標(biāo)識為用戶輸入32的各個部分中。一個或多個致動器38可操作地耦連到觸摸屏30，以提供對用戶觸摸觸摸屏30上的觸覺輸入36的觸覺響應(yīng)。作為非限制性例子，致動器38可以是耦連到觸摸屏30的底面的壓電致動器。無論致動器的類型為何，一個或多個致動器38可以以任何適當(dāng)方式定位在觸摸屏附近。例如，單個致動器38可位于觸摸屏30的中心或中心附近。替代性地，致動器38可以是觸摸屏30的一面。在圖示的實施例中，多個致動器38位于觸摸屏30的不同區(qū)域，包括致動器38被定位在觸摸屏30的每個角落。致動器可以位于整個顯示器上。
[0031]使用由控制器40控制的一個或多個致動器38，各種不同的觸覺響應(yīng)都可以向正在觸摸觸摸屏30的用戶輸出。例如，可以輸出可具有變化的幅度或恒定幅度，變化的頻率或恒定的頻率的顛簸、振動，或者諸如正弦、方形和鋸齒波等的波形。可以預(yù)期，對觸覺輸入36的觸覺響應(yīng)輸出可以基于對航空器10操作的相應(yīng)用戶輸入32的猛烈程度的分類。觸覺響應(yīng)可以被改變；例如，通過給致動器38提供不同的控制信號，可以改變致動器38輸出的振動頻率。而且，基于所述的分類，可以改變脈沖、振動或波形的幅度。在圖示的包括多個致動器38的情況下，通過激活其中的一些而非所有的致動器可以獲得不同的觸覺響應(yīng)。例如，通過同時激活兩個或多個致動器38，可以在觸摸屏30上施加更強的振動。以此方式，控制器40可以控制致動器38的物理響應(yīng)以區(qū)別所提供的物理響應(yīng)?？刂破?0還可以允許用戶選擇頻率、波形、幅度等，以允許這些特征是可控制的。
[0032]控制器40可以可操作地耦連到航空器10的組件，包括各個儀器20、飛行顯示器
22、光標(biāo)控制裝置26、鍵盤28、觸摸屏30、傳感器34和致動器38?？刂破?0還可以與航空器10的其它控制器和系統(tǒng)連接?？刂破?0可包括存儲器42和處理單元44，處理單元可運行任何適當(dāng)?shù)某绦蛞詧?zhí)行圖形用戶界面(GUI)和操作系統(tǒng)。這些程序通常包括允許用戶執(zhí)行觸摸屏30上的功能(包括選擇多個用戶輸入32和觸覺輸入36)的裝置驅(qū)動器。這可包括通過觸摸屏30選擇和打開文件，移動圖標(biāo)，選擇選項，以及輸入命令和其它數(shù)據(jù)。傳感器34可向控制器40提供包括已經(jīng)選擇多個用戶輸入32和觸覺輸入36中的哪些在內(nèi)的信息。替代性地，控制器40可處理傳感器34輸出的數(shù)據(jù)，并從輸出中確定已經(jīng)選擇了多個用戶輸入32和觸覺輸入36中的哪一些?？刂破?0還可以從一個或多個其它附加傳感器(未顯示)接收輸入，這些傳感器可以給控制器40提供有助于航空器10的操作的各種信息。
[0033]圖2更加清楚地圖示了具有各種示例性用戶輸入32和觸覺輸入36的觸摸屏30。菜單標(biāo)題50顯示于頂部，可由用戶選擇以在與每個菜單標(biāo)題50有關(guān)的圖形顯示器之間切換。示例性的圖示說明了用于在航空器和地面站之間發(fā)送信息的各種VHF數(shù)據(jù)鏈路控件。[0034]在操作期間，控制器40可確定已經(jīng)選擇了哪些觸覺輸入36，并可基于對航空器操作的相應(yīng)用戶輸入的猛烈程度的分類確定對觸覺輸入的觸覺響應(yīng)。在一個示例性實施例中，控制器40可被配置成確定感測的選擇的分類，并基于所確定的分類，引起觸覺反饋通過致動器38輸出到觸摸屏30。觸覺輸入36可被控制器40分類為菜單功能、菜單動作、硬動作、錯誤動作等中的一個。這些分類中的每一個分類都具有對航空器10操作的不同猛烈程度。
[0035]例如，菜單功能可只對菜單本身有影響；例如，這可包括將菜單功能從備用變成活動。關(guān)于圖2中所示的示例性的觸覺輸入36，菜單標(biāo)題50的選擇可以被分類為菜單功能，并且可能對航空器10的操作沒有沖擊?？刂破骺奢敵鲇|覺響應(yīng)(諸如脈沖)以指示所述的選擇已經(jīng)被注冊。菜單動作可包括導(dǎo)航通過菜單或選擇菜單上的選項。關(guān)于圖2中所示的示例性觸覺輸入36，改變備用頻道上的頻帶指定可以被分類為菜單動作，對航空器10的操作沒有沖擊。控制器40可輸出觸覺響應(yīng)(諸如脈沖)以指示所述選擇已經(jīng)被注冊。對菜單功能和菜單動作的觸覺響應(yīng)可以是相同的。
[0036]硬動作對航空器10的系統(tǒng)有影響，或者可以某種方式改變航空器10的整體情況(profile)。例如，硬動作可包括關(guān)閉燃油泵、降低起落裝置、改變?nèi)加拖渲械娜剂?、選擇臨時飛行計劃為待執(zhí)行的飛行計劃、應(yīng)答座艙警告、將航空器的控制移交給地面主體或自主主體。在圖示的例子中，選擇將活動的頻道中的一個交換為備用頻道可以被分類為硬動作，原因是它對使用哪些頻帶來與航空器10傳輸數(shù)據(jù)是有影響的?？刂破?0可以輸出比對菜單功能和菜單動作的觸覺響應(yīng)更加猛烈的觸覺響應(yīng)。作為非限制性例子，對硬動作的觸覺響應(yīng)可以是幅度增加的振動。
[0037]錯誤動作可以涉及不可用作選項或數(shù)據(jù)輸入的選擇，這種選項或數(shù)據(jù)輸入是不可接受的。例如，錯誤動作可包括不在數(shù)據(jù)庫中的鍵入錯誤的路標(biāo)等。在圖示的例子中，選擇交換與活動頻道相同的頻帶指定的備用頻帶指定可以被分類為錯誤動作。而且，在數(shù)據(jù)輸入期間，當(dāng)用戶使用屏幕上的控件(諸如鍵盤、數(shù)字鍵盤或滾動按鈕)鍵入無效字母或數(shù)字時，這種選擇可以被分類為錯誤動作。還有，對不操作的系統(tǒng)選擇菜單頁可以被分類為錯誤動作。
[0038]觸覺輸入36還可以是觸摸屏30上不指示用戶輸入32的部分。例如，用戶可以試著在只有有限的選項可用時按觸摸屏30區(qū)域。例如，當(dāng)必須回應(yīng)警告并且沒有其它有效用戶輸入時，除了應(yīng)答輸入之外觸摸觸摸屏30上的任何區(qū)域?qū)环诸悶殄e誤動作。
[0039]不管錯誤動作的類型為何，當(dāng)所述選擇是錯誤動作時，控制器40可以輸出比對硬動作的觸覺響應(yīng)更加猛烈的觸覺響應(yīng)。作為非限制性例子，對錯誤動作的觸覺響應(yīng)可以是通過使用更多致動器38幅度和頻率增大的正弦波，或者是幅度增大的振動。
[0040]在所有描述過的實施例中，觸覺輸入可以被分類為菜單功能、菜單動作、硬動作和錯誤動作中的一個。對硬動作的觸覺響應(yīng)輸出可以比對菜單功能和菜單動作的觸覺響應(yīng)輸出更加猛烈。對錯誤動作的觸覺響應(yīng)輸出可以比對硬動作的觸覺響應(yīng)更加猛烈。這是因為每個分類選擇可能對航空器10的操作具有不同的猛烈程度。不管上面的觸覺輸入是否被分類為各個動作，觸覺輸入都可以被分類為無沖擊、對系統(tǒng)有影響和錯誤事件中的一個?？梢灶A(yù)期，對系統(tǒng)有影響的選擇的觸覺響應(yīng)輸出比無沖擊選擇的觸覺響應(yīng)輸出更加猛烈。而且，對錯誤事件的選擇的觸覺響應(yīng)可以比對系統(tǒng)有影響的選擇的觸覺響應(yīng)更加猛烈。[0041]下文描述的本發(fā)明方法的實施例以各種方式操作航空器10，以基于所確定的輸入對航空器操作的猛烈程度輸出觸覺響應(yīng)。一個實施例可根據(jù)輸入的預(yù)定義分類確定選擇對航空器10操作的猛烈程度。例如，操作航空器10的方法可包括檢測觸覺輸入中一個觸覺輸入的觸摸。這可包括感測觸摸觸摸屏30的物體以定義選擇。控制器40然后可以根據(jù)預(yù)定義分類確定選擇對航空器操作的猛烈程度。例如，控制器40可確定觸覺輸入是否對航空器操作有沖擊，或?qū)娇掌鞯南到y(tǒng)有影響或觸覺輸入是否是錯誤事件。然后可以基于確定的猛烈程度輸出觸覺響應(yīng)。更具體地，可操作一個或多個致動器38以基于所確定的猛烈程度提供觸覺響應(yīng)。
[0042]另一實施例可替代地包括對于每種不同類型的分類，觸覺響應(yīng)可以被硬連接到觸覺輸入36。在這種實例中，只要求檢測觸覺輸入36中一個觸覺輸入的觸摸以定義選擇，并輸出適當(dāng)?shù)挠|覺響應(yīng)。在觸覺輸入36對觸覺響應(yīng)是硬連接時，可根據(jù)觸覺輸入對航空器操作的猛烈程度對觸覺輸入36進(jìn)行分類。
[0043]上文描述的實施例允許使用觸摸屏，觸摸屏可便于快速交互，并且可給機組人員提供直觀的人機界面(HMI)。上文描述的實施例提供了各種益處，包括增強了用戶對在觸摸屏上進(jìn)行選擇的信心。在駕駛臺中，目標(biāo)是最小化機組人員觀看觸摸屏需要花費的時間量；這在觸摸屏被定位在座位之間的控制臺時尤為如此。上文描述的實施例通過允許用戶感測他們的選擇對航空器的操作帶來什么影響，提供對于用戶的不同選擇的不同觸覺響應(yīng)。
[0044]本書面說明書使用示例來公開本發(fā)明(包括最佳模式)，還使得任意本領(lǐng)域技術(shù)人員可實施本發(fā)明(包括制造和使用任意裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任意結(jié)合的方法)。本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求書限定，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其他示例。如果這樣的其他示例具有與權(quán)利要求書的文字語言并非不同的結(jié)構(gòu)元件、或者如果這樣的其他示例包括與權(quán)利要求書的文字語言具有非實質(zhì)性區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這樣的其他示例意欲落入權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制航空器的飛行操作的航空器駕駛臺，包括: 至少一個觸摸屏，所述觸摸屏具有多個用戶輸入；以及 所述多個用戶輸入中的至少一些用戶輸入是觸覺輸入，所述觸覺輸入提供對觸摸的觸覺響應(yīng)； 其中，對觸覺輸入的觸覺響應(yīng)是基于對航空器操作的相應(yīng)觸覺輸入的猛烈程度的分類確定的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空器駕駛臺，其特征在于，所述觸覺輸入被分類為菜單功能、菜單動作、硬動作和錯誤動作中的一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的航空器駕駛臺，其特征在于，對硬動作的觸覺響應(yīng)比對菜單功能和菜單動作的觸覺響應(yīng)更加猛烈。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的航空器駕駛臺，其特征在于，對所述錯誤動作的觸覺響應(yīng)比對所述硬動作的觸覺響應(yīng)更加猛烈。
5.根據(jù)之前任一權(quán)利要求所述的航空器駕駛臺，其特征在于，對航空器操作的所述相應(yīng)觸覺輸入的猛烈程度可以被分類為無沖擊、對系統(tǒng)有影響和錯誤事件中的一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的航空器駕駛臺，其特征在于，對所述錯誤事件的觸覺響應(yīng)比對系統(tǒng)有影響的觸覺響應(yīng)更加猛烈。
7.一種使用觸覺觸摸屏顯示器操作具有駕駛臺的航空器的方法，所述觸覺觸摸屏顯示器具有多個觸覺輸入，每個輸入提供觸覺響應(yīng)，所述方法包括: 檢測所述觸覺輸入中 的一個觸覺輸入的觸摸以定義選擇； 根據(jù)預(yù)定義的分類確定選擇對航空器操作的猛烈程度；以及 基于確定的猛烈程度輸出觸覺響應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述觸覺輸入被分類為菜單功能、菜單動作、硬動作和錯誤動作中的一個。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，對硬動作的觸覺響應(yīng)輸出比對菜單功能和菜單動作的觸覺響應(yīng)輸出更加猛烈。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，對所述錯誤動作的觸覺響應(yīng)輸出比對所述硬動作的觸覺響應(yīng)更加猛烈。
11.根據(jù)權(quán)利要求7-10中任一所述的方法，其特征在于，所述選擇對航空器操作的猛烈程度被分類為無沖擊、對系統(tǒng)有影響和錯誤事件中的一個。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，對系統(tǒng)有影響的選擇的觸覺響應(yīng)輸出比對無沖擊的選擇的觸覺響應(yīng)輸出更加猛烈。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，對錯誤事件的選擇的觸覺響應(yīng)輸出比對系統(tǒng)有影響的選擇的觸覺響應(yīng)更加猛烈。
14.一種使用觸覺觸摸屏顯示器操作具有駕駛臺的航空器的方法，所述觸覺觸摸屏顯示器具有多個觸覺輸入，每個輸入提供觸覺響應(yīng)，所述方法包括: 檢測所述觸覺輸入中一個觸覺輸入的觸摸以定義選擇；其中，所述觸覺輸入是根據(jù)所述觸覺輸入對航空器操作的猛烈程度分類的；以及 基于所述選擇輸出觸覺響應(yīng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所 述的方法，其特征在于，所述猛烈程度被分類為無沖擊觸覺輸入，對系統(tǒng)有影響的觸覺輸入和錯誤事件觸覺輸入中的一個。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，對系統(tǒng)有影響的觸覺輸入的觸覺響應(yīng)輸出比對無沖擊觸覺輸入的觸覺響應(yīng)輸出更加猛烈。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，對錯誤事件觸覺輸入的觸覺響應(yīng)輸出比對系統(tǒng)有影響的觸覺輸入的觸覺響應(yīng)更加猛烈。
【文檔編號】G06F3/048GK103809805SQ201310552925
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月9日
【發(fā)明者】L.W.卡頓 申請人:通用電氣航空系統(tǒng)有限公司