专利名称：用于航空器的计算机系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及用于航空器驾驶舱的计算机系统，特别地涉及可以在整个飞行期间使用、但是不需要经过烦琐的认证程序的计算机系统。
背景技术：
现在，在大多数航空器驾驶舱中，飞行员仍然使用印刷的导航图来设计并执行他们的飞行。这是令人惊讶的，因为大多数图表现在都已经具有能在标准计算机系统中显示的数据形式了。
发明内容
这种情况的一个原因是对固定地安装于航空器驾驶舱中的设备存在很高的要求。对在驾驶舱中改型的任何附加硬件，需要生成批准该硬件用于某种航空器型号的补充型号认证(STC)。这些STC由当地主管部门颁发，在欧洲是JAA(联合航空局)，而在美国是FAA(联邦航空局)。一旦颁发了该认证，对硬件或者软件的任何改变和升级将需要新的STC申请。因此，在驾驶舱中安装一个能在整个飞行期间使用且符合认证要求的计算机系统是比较昂贵的。另外，如果存在缺陷或者必须安装较新较快的元件，更换该固定的计算机系统的零件是比较复杂且耗费时间的。
在航空器在地面上移动(“起飞”)之前以及在飞行期间如果航空器已到达10000英尺的高度，飞行员可以使用便携式计算机系统(也称为笔记本计算机)。然而，根据航空局的要求，在起飞和着陆过程、滑行(地面移动)期间和紊流(turbulence)期间，必须安全地收起诸如笔记本计算机之类的不牢固装备。因此，在这些重要且困难的飞行时段，存储在笔记本计算机中的图表不能用于为飞行员提供支持。此外，标准的笔记本计算机具有一些其他的缺点，如较弱的屏幕特性(较差的日照可读性和在夜间操作时较低的调暗能力(dimmability)和较大的尺寸(其使得不能在飞行员的前面为笔记本计算机配一个装配设备)。
因此，本发明的目的是提供一种用于航空器驾驶舱的计算机系统，该系统可以在飞行准备期间以及整个飞行期间使用，并且不需要增强的认证程序就可以在驾驶舱中安装。根据本发明的另一个目的，计算机系统的主要硬件和软件的更新过程和维护过程应该尽可能容易，并且只需要尽可能少的航空器在地面上的时间。此外，重要的是根据本发明的计算机系统的零件较小并且比较容易对旧航空器驾驶舱中的计算机系统进行改装。
通过根据独立权利要求1所述的计算机系统、根据独立权利要求13所述的改型装置组、根据独立权利要求24所述的对接单元和根据独立权利要求25所述的方法解决了所述问题。
根据本发明的计算机系统适合用于航空器驾驶舱中。该计算机系统至少包括固定屏幕、对接单元和便携式计算机。这三个单元使得在整个飞行期间可以在驾驶舱中的固定屏幕上显示存储在任意便携式计算机中的信息。
根据本发明，对接单元实现了驾驶舱中的固定屏幕与任意便携式计算机之间的连接。这通过具有网络连接的嵌入式计算机来实现，所述嵌入式计算机是对接单元的一部分。
该嵌入式计算机和网络连接使得可以建立在所述便携式计算机与所述对接单元之间的网络连接。通过该网络连接，所述具有连通屏幕和优选地还具有输入设备的对接单元可以与所述便携式计算机交换所有的相关信息。此外，便携式计算机不需要具有网络连接。具有USB(通用串行总线)连接就已足够，原因是可以通过USB/LAN(局域网)适配器将USB连接连接到网络电缆。
根据本发明的嵌入式计算机不像便携式计算机那样包括计算机的全部功能性。该嵌入式计算机包括实现对接单元与便携式计算机之间的连接所必须的所有装置。然而，该嵌入式计算机自身不包括标准计算机的所有特征，并且因此不能执行所有功能。例如，所述嵌入式计算机不需要配置硬盘或者其他将使认证更加困难的可移动部分。另外，嵌入式计算机不需要通风设备，并且因此由于更好的抗振性而改善了维护周期。最后，嵌入式计算机可以使用诸如嵌入式XP(执行程序)之类的较小的嵌入式操作系统。
根据本发明的计算机系统还包括输入连接、屏幕连接、图像处理器和电源连接。存储在便携式计算机中的信息由便携式计算机中的软件和硬件进行处理并且通过对接单元的网络连接传输给对接单元，由对接单元中的图像处理器进行图像处理并且通过对接单元的屏幕连接转发给固定屏幕。用户(例如飞行员)可以通过适当的输入装置与便携式计算机进行交互，其中通过对接单元的输入连接将所述输入装置连接到对接单元。
本发明提供的解决方案包括两部分。第一部分由安装在航空器驾驶舱中的计算机系统的部件，即固定屏幕和对接单元来实现。第二部分是任意的便携式计算机，其是便携式的，并且因此比较容易更换。该思想使得该计算机系统比较容易地实现了认证的要求，并且该计算机系统可以比较容易且便宜地适应用户的需求。屏幕和对接单元可以接收简单认证程序，而任意的便携式计算机根本不需要经过任何认证。遵照FAA咨询通报ACC 120-75(用于电子飞行包(Electronic FlightBags)的航空局规章)，本发明将归入2级FEB的类别，该类别对便携式设备及其软件不要求任何认证。欧洲航空局JAA在其TGL 98临时指导资料(Temporary Guidance Leaflet)中遵照了这些建议。由于可以以最小的成本来实现便携式设备的软件或者硬件的任何升级或者改变，使用这种2级类别将为航空公司(airline)创造重要的附加值。另外，所述第一部分使得在航空器的滑行、起飞和着陆期间可以在航空器驾驶舱中的屏幕上显示由任意便携式计算机提供的信息。这是计算机系统的这部分的主要任务。在计算机系统的这部分中使用的元件(即硬件)可在较长的时间内保持不变，原因是该任务的响应时间不是最关键的。对接单元中的软件也可在较长的时间内保持不变，原因是只使用了嵌入式计算机的操作系统。对接单元的软硬件不需要如同便携式计算机单元那样经历定期升级周期(对数据和软件而言几乎是每周，对硬件而言为2-3年)。
需要升级或者必须在较短时间间隔内替换的所有元素都被位于另一部分中，即便携式计算机中。该便携式计算机配置了重要的硬件，即处理器、RAM(随机存储器)和硬盘驱动器。这些硬件对速度(如用于计算飞行图的速度)很重要。因此，为了改进系统希望用更快的硬件来替换这些硬件。该便携式计算机还配置了重要的软件，即供飞行员使用的应用程序，例如基于存储于硬盘上的数据计算飞行图的应用程序。这些软件可以在较短时间内获得改进，并且因此应该尽可能快地进行更新。另外，可能开发了新软件以为飞行员提供支持。因为这些元素是便携式计算机的部分，所以可以简单地通过更换便携式计算机来更新或者替换这些要素。该更换硬件和更新软件的时间集中的过程本身不会影响航空器在地面的停留时间，原因是航空器中的计算机系统可以与另一台便携式计算机一起使用。于是，不需要停下整个航空器就可以更新该便携式计算机的软件和硬件。
该便携式计算机可以存储在驾驶舱中的某个位置(优选地在一个支架中)，具有在键盘上闭合的盖子，从而所述便携式计算机不会移位。在该位置，应该将便携式计算机连接到电源并通过网络连接将其连接到对接单元，从而在飞行期间飞行员可以使用该便携式计算机的处理器容量和随机存储器来对存储在该便携式计算机中的信息进行操作。因此，支架优选地包括用于便携式计算机的供电单元。另外，支架可以包括可放置便携式计算机的标准供电单元的区域。
本发明的计算机系统还使得飞行员有可能随手具有所有的相关信息。例如，每个飞行员具有其自己的便携式计算机，在飞行期间他也可以将该便携式计算机用作本发明计算机系统的一部分。因此，只要愿意，飞行员就可以为飞行做准备，原因是在他的便携式计算机中存储了所有的必需信息。飞行员也可以在家中就已经选择好用于下一次飞行的相关飞行图，这可以显著地减少在驾驶舱中的准备时间。
根据本发明的一个优选实施例，计算机系统还包括输入装置。例如，当固定屏幕由触摸屏实现时，这些输入装置优选地可以是固定屏幕的一部分。另一个解决方案可以是在屏幕上的行选键(line selectkey)。将这些输入装置连接到对接单元的输入连接。可选地，可以将键盘或者轨迹球连接到对接单元中的嵌入式计算机。
根据另一个优选的实施例，计算机系统的对接单元还包括至少一个用于在固定屏幕上显示由外部设备提供的视频信号的视频连接。可以在驾驶舱中使用这些视频连接，以将固定屏幕与安装在航空器中用于监视机舱和入口的视频照相机相连接。飞行员可以通过输入装置来选择应当在固定屏幕上显示来自相机之一的视频信号还是显示便携式计算机提供的信息。该对接单元优选地还包括用于将驾驶舱中的航空设备连接到便携式计算机的航空连接。这些航空设备可以通过对接单元向便携式计算机提供诸如航空器的当前位置、当前速度或者飞行路线之类的航空信息。所述航空连接的一个例子是ARINC连接。为了留在对便携式计算机没有必需的认证的FAA和JAA规章的2级类别中，将优选地使航空器数据连接限制为“只读总线(read only bus)”，其不允许通过该接口将任何信息传回航空器。
在一个优选的实施例中，该对接单元还包括电源备份单元，优选地是可再充电的电池。该备份单元保证了在航空器的动力源中断的情况下也能使用本发明的计算机系统。根据另一个优选的实施例，该对接单元还包括备份存储器。该备份存储器可以定期保存要显示在屏幕上的信息。如果便携式计算机与对接单元之间的连接被中断或者便携式计算机出现故障，则至少可以保存所显示的最新信息并且可以将其显示在屏幕上。
如上所述，根据本发明通过网络连接将该便携式计算机连接到该对接单元。然而，可以使用诸如USB 2.0连接之类的USB连接，替代便携式计算机的网络连接。在这种情况下，为了将便携式计算机连接到网络电缆，可以将USB/LAN适配器插进便携式计算机的USB连接。
根据本发明的另一个优选实施例，该对接单元还包括另一个网络连接。这另一个网络连接用于将另一个便携式计算机或者另一个对接单元连接到所述对接单元的嵌入式计算机。例如，在一个航空器中使用了两个根据本发明的计算机系统，一个计算机系统供飞行员使用而另一个计算机系统供副驾驶员使用。可以通过该对接单元中的这另一个网络连接将两个计算机系统连接起来。该连接的优点是两个飞行员都可以使每台便携式计算机的内容显示在他们的屏幕上(例如在一台便携式计算机发生故障的情况下，仍可以使用飞机上的两个屏幕)。
本发明的目的也可以通过为实现计算机系统而在航空器驾驶舱中安装的改型装置组来获得。该改型装置组包括固定屏幕和对接单元以使得存储在便携式计算机中的信息显示在驾驶舱中的固定屏幕上。该对接单元包括具有用于将任意便携式计算机连接到该计算机系统的网络连接的嵌入式计算机、用于将固定屏幕连接到该对接单元的屏幕连接、图像处理器、电源连接和用于从输入装置接收信号的输入连接。
本发明的另一个优点是可以在几乎所有的通用商业航空器中实现所述对接单元和所述屏幕。由于可以将屏幕装配在航片(portrait)或者地形装置中这个事实，可以将对接单元放置在不同驾驶舱中的任何可行位置，并且只有用于显示的装配工具包需要调整。
上述目的也可以通过为实现上述计算机系统而使用的对接单元来获得。该对接单元包括具有用于将任意便携式计算机连接到计算机系统的网络连接的嵌入式计算机、用于将固定屏幕连接到该对接单元的屏幕连接、图像处理器、电源连接和用于从输入装置接收信号的输入连接。
上述目的也可以通过用于提供在航空器驾驶舱中的计算机系统的方法来获得，其中该驾驶舱包括固定屏幕和对接单元。该对接单元包括具有用于将任意便携式计算机连接到计算机系统的网络连接的嵌入式计算机、用于将固定屏幕连接到该对接单元的屏幕连接、图像处理器、电源连接和用于从输入装置接收信号的输入连接。该方法包括通过网络连接将便携式计算机连接到对接单元的步骤。
其他的优选实施例在从属权利要求中进行描述。
下面根据附图对本发明进行描述，其中图1示出了根据本发明的计算机系统的示意图；图2示出了说明在飞行前、飞行期间和飞行之后使用本发明的计算机系统的过程的流程图。
具体实施例方式
图1示出了根据本发明的计算机系统1。该计算机系统1包括屏幕2、对接单元3和便携式计算机4。
为了使对接单元3向屏幕2提供需要显示的数据，用适当的装置将屏幕2与对接单元3相连接。在本例中，该装置是VGA(视频图形阵列)电缆21。通过屏幕连接7将该VGA电缆21连接到对接单元3中的图像处理器8。根据另一个实施例，可以使用LVDS(低电压差分信号传输)连接。另外，该屏幕2与该对接单元3还可以通过另一条电缆22相连接。如果屏幕2包括诸如行选键之类的输入键或者屏幕2构造为触摸屏，则情况可能如此。使该输入电缆连接到该对接单元3的输入连接10以给对接单元3提供相应的数据。在图1所示的例子中，屏幕2包括用于接收显示数据的连接23、用于传输输入数据的连接24和用于接收电源的电源连接25。可以将电源连接25直接连接到电源或者通过该对接单元3间接地连接到电源。
该对接单元3包括嵌入式计算机5。该嵌入式计算机5包括建立该对接单元3与该便携式计算机4之间的网络连接所必须的所有装置。因此，该嵌入式计算机5包括用于将任意便携式计算机4连接到该对接单元3的网络连接6。该对接单元3还包括连接到电源的电源连接9。在本实施例中，该对接单元3还包括一个可再充电的电池，作为电源备份单元13。
通过合适的电缆26将该对接单元3连接到该便携式计算机4。该电缆可以是任意合适的网络电缆。可以将该电缆插在该便携式计算机4的网络连接27中。然而，因为许多便携式计算机4不包括这样的网络连接27，在另一个实施例中使用了USB连接28。在使用USB连接的情况下，在USB连接28与网络电缆26之间可以插入USB/LAN适配器29。
在另一个实施例中，该便携式计算机4和该对接单元3通过无线数据网络连接进行通信，例如使用无线LAN(W-LAN)进行通信。
例如，如果嵌入式计算机5运行在微软的操作软件嵌入式XP下，并且便携式计算机4使用同一厂家的windows XP，则可以比较容易地建立本发明的解决方案。两台计算机都包括能够通过网络在固定屏幕2上显示由便携式计算机4生成的信息排列的软件。
在图1示出的实施例中，该对接单元3还包括附加连接。一种类型的连接是所谓的视频连接11，其用于插上连接到视频照相机的视频电缆，其中所述视频照相机安装用于监视航空器的机舱和入口。通过按相应的键，飞行员可以决定他是希望使用便携式计算机4进行工作并且希望在屏幕2上看到相应的信息，还是希望看到由视频照相机提供的视频信号。为了能在屏幕2上显示各种视频照相机的信号，该对接单元3可以包括多个视频连接11。
该对接单元3还包括航空连接12。该航空连接12实现便携式计算机4与驾驶舱中的航空设备之间的连接。例如，该航空设备可以向该便携式计算机4提供关于航空器当前位置的信息，并且该便携式计算机4还可以调整当前显示在屏幕2上图表，以使航空器的当前位置对应于图表中心。
该对接单元3还包括备用存储器14。该备用存储器可以用于保存由便携式计算机4提供的重要信息。例如，如果在飞行期间该便携式计算机发生故障，至少那些有关屏幕2上显示的当前图表的信息可以在该备份存储器14中获得保护。
图1只示出了一个计算机系统1。然而，在多数航空器中，将安装两个计算机系统1。为了实现两个计算机系统1之间的通信，该对接单元3包括附加网络连接15。
本发明的系统使得飞行员能在飞行的所有阶段访问所有的飞行相关数据。在下文中，将结合图2中示出的流程图描述具有根据本发明的计算机系统的飞行过程。
在步骤100中，飞行员将关于他的下一次飞行的所有相关文件下载到他的便携式计算机。这些文件可以包括用于飞行的图表以及相关的天气预报和飞行计划。飞行员可以通过互联网的安全入口、通过特定的热点或特定的网络连接下载该信息。他可以研究该资料以为飞行做准备并且决定例如他必须为下一次飞行加多少燃料。如果有必要，他还可以控制所提供的数据并且可以请求更多的数据。在下一步骤101中，飞行员进入驾驶舱并且仍可以访问该数据，原因是他随身携带了具有该数据的便携式计算机。他可以通过直接使用便携式计算机访问所述数据；或者通过将便携式计算机连接到对接单元，通过屏幕和输入设备与便携式计算机进行交互，访问所述数据。然而，至少在航空器即将开始移动(“起飞”)之前，飞行员将便携式计算机连接到对接单元(步骤102)。可以使用USB/LAN适配器建立该连接，所述USB/LAN适配器使得飞行员将网络电缆连接到便携式计算机的USB连接。飞行员可以将便携式计算机放置在驾驶舱中的某个位置(例如在相应的支架中)，并且可以使用维可牢尼龙搭扣(Velcro)固定该便携式计算机(步骤103)。该支架还可以包括用于便携式计算机的供电单元的位置。通过该供电单元，可以将该便携式计算机连接到航空器的动力源。在航空器再次着陆后，飞行员可以通过计算机系统的输入装置撰写他的关于飞行的报告。然而，飞行员也可以将他的便携式计算机从计算机系统(特别地从对接单元)断开(步骤104)，并且在不同的地方根据由便携式计算机在飞行期间收集的信息撰写报告。
因此，提供了一种在航空器驾驶舱中使用的计算机系统，其克服了当前可用解决方案的缺点。
权利要求
1.一种在航空器驾驶舱中使用的计算机系统(1)，包括固定屏幕(2)、对接单元(3)和便携式计算机(4)，以在所述驾驶舱中的所述固定屏幕(2)上显示存储于所述便携式计算机(4)中的信息，其中所述对接单元(3)包括具有用于将任意便携式计算机(4)连接到所述计算机系统(1)的网络连接(6)的嵌入式计算机(5)、用于将所述固定屏幕(2)连接到所述对接单元(3)的屏幕连接(7)、图像处理器(8)、电源连接(9)和用于从输入装置接收信号的输入连接(10)。
2.根据权利要求1所述的计算机系统(1)，其中所述计算机系统(1)还包括输入装置。
3.根据权利要求2所述的计算机系统(1)，其中所述输入装置是行选键。
4.根据权利要求2或3中的任意一项所述的计算机系统(1)，其中所述固定屏幕(2)和所述输入装置由触摸屏实现。
5.根据权利要求1-4中的任意一项所述的计算机系统(1)，其中所述对接单元(3)还包括至少一个用于在所述固定屏幕(2)上显示由外部设备提供的视频信号的视频连接(11)。
6.根据权利要求1-5中的任意一项所述的计算机系统(1)，其中所述对接单元(3)还包括用于将所述航空器驾驶舱中的航空设备连接到所述便携式计算机(4)的航空连接(12)。
7.根据权利要求1-6中的任意一项所述的计算机系统(1)，其中所述对接单元(3)包括电源备份单元(13)。
8.根据权利要求1-7中的任意一项所述的计算机系统(1)，其中所述对接单元(3)包括备份存储器(14)。
9.根据权利要求1-8中的任意一项所述的计算机系统(1)，其中所述便携式计算机(4)包括USB连接(28)，并且所述便携式计算机(4)通过所述USB连接(28)、USB/LAN适配器(29)、LAN电缆(26)和所述对接单元(3)的所述网络连接(6)连接到所述对接单元(3)。
10.根据权利要求1-9中的任意一项所述的计算机系统(1)，其中所述对接单元(3)还包括另一个网络连接(15)，其用于将另一个便携式计算机连接到所述计算机系统(1)的所述便携式计算机(4)。
11.根据权利要求1-10中的任意一项所述的计算机系统(1)，其中所述计算机系统(1)还包括用于所述便携式计算机(4)的支架。
12.根据权利要求11所述的计算机系统(1)，其中所述支架还包括用于所述便携式计算机(4)的供电单元。
13.一种为实现计算机系统(1)而安装于航空器驾驶舱中的改型装置组，包括固定屏幕(2)和对接单元(3)，其使得能够在所述驾驶舱中的所述固定屏幕(2)上显示存储于连接到所述对接单元(3)的便携式计算机(4)中的信息，其中所述对接单元(3)包括具有用于将任意便携式计算机(4)连接到所述计算机系统(1)的网络连接(6)的嵌入式计算机(5)、用于将所述固定屏幕(2)连接到所述对接单元(3)的屏幕连接(7)、图像处理器(8)、电源连接(9)和用于从输入装置接收信号的输入连接(10)。
14.根据权利要求13所述的改型装置组，其中所述改型装置组还包括输入装置。
15.根据权利要求14所述的改型装置组，其中所述输入装置是行选键。
16.根据权利要求14或15中的任意一项所述的改型装置组，其中所述固定屏幕(2)和所述输入装置由触摸屏实现。
17.根据权利要求13-16中的任意一项所述的改型装置组，其中所述对接单元(3)还包括至少一个用于在所述固定屏幕(2)上显示由外部设备提供的视频信号的视频连接(11)。
18.根据权利要求13-17中的任意一项所述的改型装置组，其中所述对接单元(3)还包括用于将所述航空器驾驶舱中的航空设备连接到所述便携式计算机(4)的航空连接(12)。
19.根据权利要求13-18中的任意一项所述的改型装置组，其中所述对接单元(3)包括电源备份单元(13)。
20.根据权利要求13-19中的任意一项所述的改型装置组，其中所述对接单元(3)包括备份存储器(14)。
21.根据权利要求13-20中的任意一项所述的改型装置组，其中所述对接单元(3)还包括另一个网络连接(15)，其用于将另一个便携式计算机连接到所述计算机系统(1)的所述便携式计算机(4)。
22.根据权利要求13-21中的任意一项所述的改型装置组，其中所述改型装置组还包括用于所述便携式计算机(4)的支架。
23.根据权利要求22所述的改型装置组，其中所述支架还包括用于所述便携式计算机(4)的供电单元。
24.一种为实现根据权利要求1所述的计算机系统(1)而使用的对接单元(3)，包括具有用于将任意便携式计算机(4)连接到所述计算机系统(1)的网络连接(6)的嵌入式计算机(5)、用于将所述固定屏幕(2)连接到所述对接单元(3)的屏幕连接(7)、图像处理器(8)、电源连接(9)和用于从输入装置接收信号的输入连接(10)。
25.一种用于在航空器驾驶舱中提供计算机系统(1)的方法，其中所述驾驶舱包括固定屏幕(2)和对接单元(3)，其中所述对接单元(3)包括具有用于将任意便携式计算机(4)连接到所述计算机系统(1)的网络连接(6)的嵌入式计算机(5)、用于将所述固定屏幕(2)连接到所述对接单元(3)的屏幕连接(7)、图像处理器(8)、电源连接(9)和用于从输入装置接收信号的输入连接(10)，其中所述方法包括通过所述网络连接(6)将便携式计算机(4)连接到所述对接单元(3)的步骤。
全文摘要
一种在航空器驾驶舱中使用的计算机系统(1)以及相应的改型装置组、相应的对接单元和相应的方法，其中所述计算机系统(1)包括固定屏幕(2)、对接单元(3)和便携式计算机(4)，以在所述驾驶舱中的所述固定屏幕(2)上显示存储于所述便携式计算机(4)中的信息，其中所述对接单元(3)包括具有用于将任意便携式计算机(4)连接到所述计算机系统(1)的网络连接(6)的嵌入式计算机(5)、用于将所述固定屏幕(2)连接到所述对接单元(3)的屏幕连接(7)、图像处理器(8)、电源连接(9)和用于从输入装置接收信号的输入连接(10)。
文档编号G06F1/16GK1877487SQ20061007637
公开日2006年12月13日 申请日期2006年4月20日 优先权日2005年5月25日
发明者奥利弗·普洛格马恩 申请人:汉莎系统集团有限责任公司