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KR20160146769A - 헤딩 선택 수단을 포함하는 헤드-장착형 디스플레이 시스템 및 연관된 선택 방법 - Google Patents

헤딩 선택 수단을 포함하는 헤드-장착형 디스플레이 시스템 및 연관된 선택 방법 Download PDF

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KR20160146769A
KR20160146769A KR1020167030406A KR20167030406A KR20160146769A KR 20160146769 A KR20160146769 A KR 20160146769A KR 1020167030406 A KR1020167030406 A KR 1020167030406A KR 20167030406 A KR20167030406 A KR 20167030406A KR 20160146769 A KR20160146769 A KR 20160146769A
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세실 앙드레
사비에 세르방띠
로랑 라뤼끄
프랑수아 미셸
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탈레스
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Abstract

본 발명은, 헤드 지지부, 디스플레이 디바이스, 헤드 지지부의 자세를 검출하는 수단, 항공기의 현재 헤딩 (C1) 을 검출하는 수단, 및 상기 헤딩의 그래픽 생성을 위한 수단을 포함하는 항공기용 헤드-장착형 디스플레이 시스템의 일반적인 분야에 관한 것이다. 본 발명의 시스템은 헤딩들을 제어하고, 디스플레이하고, 선택하는 수단을 포함하며, 상기 수단은: 제 1 명령에 응답하여, 상기 수단이 헤딩 세트 값으로 알려진 제 2 헤딩 (C2) 및 지구 기준 좌표계에서의 헤드 지지부의 방향에 대응하는 지지부 헤딩으로 알려진 제 3 헤딩 (C3) 을 디스플레이하는 것으로서, 상기 방향은 헤드 지지부 및 현재 헤딩을 검출하는 수단의 자세의 검출로부터 발생하는 정보에 의해 제공되는, 상기 디스플레이하고; 그리고 제 2 명령에 응답하여, 제 2 헤딩을 제 3 헤딩으로 대체하는 것으로서, 상기 제 3 헤딩은 따라서 새로운 헤딩 세트 값이 되는, 상기 대체하도록 배열된다.

Description

헤딩 선택 수단을 포함하는 헤드-장착형 디스플레이 시스템 및 연관된 선택 방법{HEAD-MOUNTED DISPLAY SYSTEM COMPRISING HEADING SELECTION MEANS AND ASSOCIATED SELECTION METHOD}
본 발명의 분야는 항공기의 승무원들의 헤드에 장착된 뷰잉 시스템들의 분야이다. 더 정확하게, 본 발명은 디스플레이 및 상기 타입의 뷰잉 시스템에 의한 헤딩의 선택에 관한 것이다.
헬멧 또는 헤드 뷰잉 시스템들은 일반적으로, 수십 년간 항공 애플리케이션들을 위해 사용되었다. 헤드 뷰잉 시스템은 주로 2 개의 서브-어셈블리들을 포함한다.
제 1 서브-어셈블리는 외부에서 중첩되는 조준된 이미지를 사용자의 눈 또는 눈들을 향해 투영하는 뷰잉 시스템이 장비된 헬멧 또는 헤드셋이다. 헬멧은 헤드를 보호하기 위한 구조를 의미하고, 상기 구조는 특정 수의 전화기 또는 뷰잉 또는 검출 디바이스들을 갖는다. 헤드셋은 특정 수의 전화기 또는 뷰잉 또는 검출 디바이스들을 가지는 구조를 의미하지만, 헤드에 대한 보호 기능을 반드시 보장하지는 않는다. 본 발명에 따른 시스템은 동등하게 헬멧 또는 헤드 지지부이다.
제 2 서브-어셈블리는 일반적으로 항공기에 결속된 공지된 기준 좌표계 (reference frame) 에 대하여, 헬멧 또는 헤드셋의 위치 및 배향을 공간에 정확히 나타내는 것을 가능하게 하는 헤드 자세 검출 시스템이다. 뷰잉 시스템의 주요 기능은, 소위 "정각 (conformal)" 정보를 외부 풍경에 중첩되게 제시할 수 있는 것이며, 즉 외부 풍경에서 차지할 정확한 방향에서 가상으로 디스플레이된다. 따라서, 시스템이 센서로부터 발생하고 특정 수의 오브젝트들을 포함하는 비디오 이미지를 디스플레이한다면, 상기 이미지의 표현된 오브젝트들은 지형 상에 존재하는 오브젝트들과 정확히 중첩된다. 활주로, 목표물 또는 방향 표시들과 같은 오브젝트들의 합성의 표현들도 마찬가지이다.
동시에, 승무원이 외부 장면의 일 엘리먼트에 결속된 헤딩을 따르기를 원할 경우, 승무원은 먼저 외부 엘리먼트와 연관된 헤딩을 결정해야만 하고, 그 후에 일반적으로 관제소에 장착된 회전 노브의 도움으로, 그 헤딩을 항공 전자 시스템에 입력해야 한다.
본 발명의 목적은 헬멧 또는 헤드 뷰잉 시스템들의 고유한 리소스들을 사용함으로써, 특히 정각 정보를 디스플레이할 시 상기의 동작을 간략화하는 것이다.
더 정확하게, 본 발명의 주제는 헤드 지지부, 뷰잉 디바이스, 상기 헤드 지지부의 자세의 검출, 항공기의 현재 헤딩을 검출하는 수단, 및 상기 현재 헤딩을 그래프로 생성하는 수단을 포함하는 항공기용 헤드 뷰잉 시스템이고, 상기 시스템은 헤딩들을 제어하고, 디스플레이하고, 선택하는 수단을 포함하며, 상기 수단은,
- 뷰잉 디바이스에서, 제 1 명령에 응답하여, 제 2 의 소위 세트포인트 헤딩 및 지구 기준 좌표계 (terrestrial reference frame) 에서의 헤드 지지부의 방향에 대응하는 "지지부 헤딩" 이라 지칭되는 제 3 헤딩을 디스플레이하는 것으로서, 상기 방향은 상기 헤드 지지부의 자세의 검출 및 상기 현재 헤딩을 검출하는 수단으로부터 발생하는 정보에 의해 제공되는, 상기 디스플레이하고;
- 제 2 명령에 응답하여, 상기 제 2 헤딩을 상기 제 3 헤딩으로 대체하는 것으로서, 상기 제 3 헤딩은 이에 따라 새로운 헤딩 세트포인트가 되는, 상기 대체하도록
배열되는 것을 특징으로 한다.
유리하게, 헤딩들이 뷰잉 디바이스의 시계에 있는 경우, 헤딩의 값의 디스플레이는 정각 위치에서, 즉 헤딩의 방향에 대응하는 정확한 방향에서 실행된다.
유리하게, 헤딩들이 뷰잉 디바이스의 시계 외부에 있는 경우, 헤딩의 값의 디스플레이는 헤딩이 있는 방향을 나타내는 아이콘으로, 뷰잉 디바이스의 시계의 에지에서 실행된다.
유리하게, 헤딩의 정확한 방향은 수직 바에 의해 표시되고, 각각의 헤딩은 다른 헤딩 바들과 상이한 그래픽의 바를 포함한다.
본 발명은 또한, 항공기용 헤드 뷰잉 시스템에서 헤딩을 디스플레이하고, 관리하고, 선택하는 방법에 관한 것이며, 상기 뷰잉 시스템은 헤드 지지부, 뷰잉 디바이스, 상기 헤드 지지부의 자세의 검출, 항공기의 현재 헤딩을 검출하는 수단 및 상기 현재 헤딩을 그래프로 생성하는 수단을 포함하며, 상기 방법은 적어도:
- 제 1 명령에 응답하여, 제 2 의 소위 세트포인트 헤딩 및 지구 기준 좌표계에서 헤드 지지부의 방향에 대응하는 "지지부 헤딩" 이라 지칭되는 제 3 헤딩을 디스플레이하는 단계로서, 상기 방향은 상기 헤드 지지부의 자세의 검출 및 현재 헤딩을 검출하는 수단으로부터 발생하는 정보에 의해 제공되는, 상기 디스플레이하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
유리하게, 그 방법은:
- 제 2 명령에 응답하여, 상기 제 2 헤딩을 상기 제 3 헤딩으로 대체하는 단계로서, 상기 제 3 헤딩은 이에 따라 새로운 헤딩 세트포인트가 되는, 상기 대체하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 이하 비-제한적인 설명을 읽을 시에 그리고 첨부되는 도면들에 의해 더 잘 이해될 것이고 다른 이점들이 자명해질 것이다:
도 1 내지 도 4 는 본 발명에 따른 항공기용 헤드 뷰잉 시스템에서 헤딩의 다양한 가능한 디스플레이들을 나타낸다.
본 발명에 따른 헤드 뷰잉 시스템은 다음을 포함한다:
- 광전자 디스플레이 어셈블리를 포함하는 장비된 헤드 지지부 또는 헬멧. 상기 뷰잉 어셈블리는 단안용 또는 양안용일 수 있다. 헤드 지지부 또는 헬멧이 사용자에 의해 착용될 경우, 상기 어셈블리는 디스플레이 유닛으로부터 발생하고 광학 합성기 또는 믹서에 의해 외부 풍경에 중첩되는 조준된 이미지를 제공한다;
- 항공기의 기준 좌표계에서 헤드 지지부 또는 헬멧의 위치를 결정하는 것을 가능하게 하는, 헤드 지지부 또는 헬멧의 자세를 검출하는 시스템. 당업자에게 잘 알려진 다양한 검출 수단들이 존재한다. 수신기가 공지된 전자기장의 컴포넌트들을 측정하는 자기 검출에 기초하는 시스템들, 및 에미터 및 상기 에미터의 위치 및 배향을 형상 인식에 의해 결정할 수 있는 수신기를 포함하는 광학 검출에 기초한 시스템들이 언급될 것이다. 지구 기준 좌표계에서 항공기의 위치는 항공기의 관성 플랫폼과 같은 다양한 센서들에 의해 자체적으로 알려진다;
- 광전자 디스플레이 어셈블리에 의해 외부 풍경에 중첩되는 정각 기호의 생성을 보장하는 어셈블리 또는 전자 컴퓨터. 상기 기호는 일반적으로, 조종에 필요한 기본 정보 (속도, 고도, 자세, 수평선, 등의 표시들) 를 포함한다. 상기 기능을 보장하기 위해, 항공기의 다양한 센서들이 필수 정보를 컴퓨터에 제공한다. 헬멧의 배향 검출 시스템은 정각 방식으로, 즉 항공기의 움직임들과 헬멧의 움직임들에 독립적인 지구 기준 좌표계에 기호를 디스플레이하는 것을 가능하게 하는 위치 및 배향 정보를 제공한다.
뷰잉 디바이스에 의해 디스플레이된 정보 및 데이터를 선택하거나, 수정하거나, 인증하는 것을 가능하게 하는 제어 수단들, 일반적으로 하나 이상의 관제소들. 이들 제어 수단들은 또한, 조종간 (control stick) 에 배치되거나 음성 명령에 의해 활성화될 수 있다.
컴퓨터는 또한, 헤딩의 디스플레이에 관련된 본 발명의 특정 기능들을 보장한다. 이들은 비-제한적인 예들로서 도 1 내지 도 4 에 도시된다. 이들 도면들은 헬멧 뷰잉 디바이스에서 헤딩의 디스플레이를 개략적인 방식으로 나타낸다. 이들 도면들에서, 직사각형의 윤곽선은 뷰잉 디바이스의 시계의 제한치들을 나타낸다. 가로 방향 (P) 은 이들 도면들에서 능선들에 의해 상징적으로 표현된다. 간략함을 위해, 헤딩들을 디스플레이하는 것과 전혀 관계가 없는 모든 심볼은 도면들에서 삭제되었다.
도 1 에서, 시스템은 오직 중심 및 시계의 상부에만, 현재 헤딩 (C1), 즉 순간 (t) 에 항공기가 실제로 따르는 헤딩을 디스플레이한다. 상기 도 1 에서, 헤딩 (C1) 의 디스플레이 값은 "266" 이다. 모든 디스플레이된 값들은 각도 단위이다.
도 2 에서, 파일럿은 본 발명에 따른 헤딩 디스플레이 기능을 인증한다. 그 후, 시스템은 세트포인트 헤딩 (C2) 을 디스플레이한다. 상기 도 1 에서, 헤딩 (C2) 의 디스플레이 값은 "260" 이다. 또한, 지구 기준 좌표계에서 헤드 지지부의 방향에 대응하는 "지지부 헤딩" 으로 지칭되는 제 3 헤딩 (C3) 을 디스플레이한다. 헤딩 (C3) 의 값은 상기 헤드 지지부 및 현재 헤딩을 검출하는 수단의 자세의 검출로부터 발생하는 정보에 의해 제공된다. 헤딩 (C3) 의 디스플레이 값은 "271" 이다. 시스템은 또한, 그 방위 (bearing) 가 세트포인트 헤딩 (C2) 의 정확한 방향을 컷팅하는 제 1 수직 바 (BC2) 및 그 방위가 헤딩 (C3) 의 정확한 방향을 컷팅하는 제 2 수직 바 (BC3) 를 디스플레이한다. 상기 제 2 바는 본질적으로, 뷰잉 디바이스의 시계의 중심에 배치되고 계속해서 고정된다. 따라서, 이들 바들은 정각 위치에 배치된다. 바들은 그들을 구별하기 위해 상이한 그래픽 표현들을 갖는다. 도면들에서, 제 1 바는 연속하는 선으로 표시되고, 제 2 바는 점선으로 표시된다. 물론, 바들의 길이, 두께 또는 색상과 같은 다른 파라미터들을 포함하는 것이 가능하다.
도 3 은 파일럿이 그의 헤드를 다른 방향을 지정하도록 돌릴 때, 헤딩들의 기호의 진전을 나타낸다. 세트포인트 헤딩 (C2) 의 값은 변화하지 않는다. 그 값은 값 "260" 을 유지한다. 다른 한편으로, 이러한 헤딩이 시계에 존재한다면, 그 값은 뷰잉 디바이스의 시계에 표시되는 것을 유지하지만, 정각 위치에 있었던 그 표시 바 (BC2) 는 사라진다. 세트포인트 헤딩이 시계를 벗어난 것을 표시하는 아이콘으로 대체된다. 도 3 에서, 예컨대, 상기 아이콘은 그 끝이 세트포인트 헤딩의 방향을 가리키고 있는 v자 표시이다. 헬멧의 자세에 의존하는 헤딩 (C3) 의 값이 변화한다. 그 값은 값 "302" 이 되고, 파일럿은 상기 예에서 31 도 만큼 헤드를 회전한다. 물론, 제 2 수직 바 (BC3) 는 헬멧 디스플레이의 기준 좌표계에 고정된 것을 유지한다.
파일럿은 각 순간에, 새로운 세트포인트 헤딩이 되는 지지부 헤딩의 방향을 인증할 수 있다. 따라서, 도 4 에서, 파일럿은 그 값이 "302" 였던 도 3 의 지지부 헤딩 (C3) 을 인증한다. 따라서, 새로운 세트포인트 값 (C2) 은 지금부터 "302" 와 동일하다. 인증 시간에, 헤딩들 (C2 및 C3) 을 표시하는 2 개의 수직 바들 (BC2 및 BC3) 은 도 4 에 도시된 것과 같이 병합된다.
다양한 도면들에서, 현재 헤딩 (C1) 의 값은 변화되지 않고 유지되며, 이는 파일럿이 그의 헤드를 회전하는 동안 항공기가 방향을 변경하지 않는 것을 표시한다. 사용자가 새로운 세트포인트 헤딩을 인증할 경우, 인증 시기에 그들의 헤드 방향과 연관된 헤딩은 항공기 네비게이션 시스템에 의해 고려되는 새로운 헤딩이다. 자동 조종 장치가 사용된다면, 새로운 헤딩은 항공기가 따르는 헤딩이고, 자동 조종 장치가 사용되지 않는다면, 파일럿은 뷰잉 디바이스에서 표시되는 새로운 헤딩을 수동으로 따른다.

Claims (6)

  1. 항공기용 헤드 뷰잉 시스템으로서,
    상기 항공기용 헤드 뷰잉 시스템은 헤드 지지부, 뷰잉 디바이스, 상기 헤드 지지부의 자세의 검출, 항공기의 현재 헤딩을 검출하는 수단, 및 상기 현재 헤딩 (C1) 을 그래프로 생성하는 수단을 포함하고,
    상기 시스템은 헤딩들을 제어하고, 디스플레이하고, 선택하는 수단을 포함하며, 상기 수단은,
    - 상기 뷰잉 디바이스에서, 제 1 명령에 응답하여, 제 2 의 소위 세트포인트 헤딩 (C2) 및 지구 기준 좌표계 (terrestrial reference frame) 에서 상기 헤드 지지부의 방향에 대응하는 "지지부 헤딩" 이라 지칭되는 제 3 헤딩 (C3) 을 디스플레이하는 것으로서, 상기 방향은 상기 헤드 지지부의 자세의 검출 및 상기 현재 헤딩을 검출하는 수단으로부터 발생하는 정보에 의해 제공되는, 상기 디스플레이하고;
    - 제 2 명령에 응답하여, 상기 제 2 헤딩을 상기 제 3 헤딩으로 대체하는 것으로서, 상기 제 3 헤딩은 이에 따라 새로운 헤딩 세트포인트가 되는, 상기 대체하도록
    배열되는 것을 특징으로 하는 항공기용 헤드 뷰잉 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    헤딩들이 상기 뷰잉 디바이스의 시계에 있는 경우, 헤딩의 값의 디스플레이는 정각 위치에서, 즉 상기 헤딩의 방향에 대응하는 정확한 방향에서 실행되는 것을 특징으로 하는 항공기용 헤드 뷰잉 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 헤딩들이 상기 뷰잉 디바이스의 시계 외부에 있는 경우, 상기 헤딩의 값의 디스플레이는 상기 헤딩이 있는 방향을 나타내는 아이콘으로, 상기 뷰잉 디바이스의 시계의 에지에서 실행되는 것을 특징으로 하는 항공기용 헤드 뷰잉 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤딩의 정확한 방향은 수직 바에 의해 표시되고, 각각의 헤딩은 다른 헤딩 바들과 상이한 그래픽의 바를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기용 헤드 뷰잉 시스템.
  5. 항공기용 헬멧 뷰잉 시스템에서 헤딩을 디스플레이하고, 관리하고, 선택하는 방법으로서,
    상기 뷰잉 시스템은 헤드 지지부, 뷰잉 디바이스, 상기 헤드 지지부의 자세의 검출, 항공기의 현재 헤딩 (C1) 을 검출하는 수단, 및 상기 현재 헤딩을 그래프로 생성하는 수단을 포함하며,
    상기 방법은, 적어도:
    - 제 1 명령에 응답하여, 제 2 의 소위 세트포인트 헤딩 (C2) 및 지구 기준 좌표계에서의 상기 헤드 지지부의 방향에 대응하는 "지지부 헤딩" 이라 지칭되는 제 3 헤딩을 디스플레이하는 단계
    를 포함하며,
    상기 방향은 상기 헤드 지지부의 자세의 검출 및 상기 현재 헤딩을 검출하는 수단으로부터 발생하는 정보에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 헤딩을 디스플레이하고, 관리하고, 선택하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 방법은,
    제 2 명령에 응답하여, 상기 제 2 헤딩을 상기 제 3 헤딩으로 대체하는 단계
    를 포함하며,
    상기 제 3 헤딩은 이에 따라 새로운 헤딩 세트포인트가 되는 것을 특징으로 하는 헤딩을 디스플레이하고, 관리하고, 선택하는 방법.
KR1020167030406A 2014-04-30 2015-04-27 헤딩 선택 수단을 포함하는 헤드-장착형 디스플레이 시스템 및 연관된 선택 방법 KR20160146769A (ko)

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