Die Erfindung betrifft ein elektronisches System zur Planung und Durchführung einer mit einem Fahrzeug durchzuführenden Mission, insbesondere bei unterschiedlichen Anforderungen bei der Planung und späteren Durchführung der Mission, sowie eines damit verbundenen Verfahrens.

Insbesondere in der Luftfahrt, aber auch bei der Straßennavigation, bei Kraftfahr- zeugen oder der Schiffsnavigation werden Planungen auf einem elektronischen System durchgeführt, z.B. Start- und Endpunkt einer Navigation, Zwischenpunkte und weitere Parameter festgelegt. Das Ergebnis der Planung wird später genutzt, um die Mission durchzuführen, in der Luftfahrt insbesondere die Flugdurchführung selbst. Beide Arbeiten - die Planung und die Durchführung - am selben System durchzuführen, wird entweder gar nicht gemacht oder ist bei den bekannten

Systemen wenig gebrauchstauglich, da für beide Arbeiten deutlich sich unterscheidende Anforderungen an das Bedienkonzept gestellt werden.

Das Pro Line Fusion® Integrated Avionic System von Rockwell Collins ist ein System mit berührungsempfindlichen Anzeigegeräten zur Flugplanung und - Steuerung, das zusammen mit einer externen Tastatur mit Trackballcontroller und Bedienknöpfen bedient wird.

Die Firma Garmin bietet im Luftfahrtbereich die Anzeigegeräteserie G3000 oder G5000 als Komponenten eines Systems zur Flugplanung und -Steuerung an. Dabei handelt es sich um Anzeigegeräte, die über einen externen, berührungsempfindlichen Touchscreen Controller, z.B. die Version GTC 570, Eingabe und Bedienung der Anzeigegeräte ermöglicht. Dabei wird durch diesen Touchscreen Controller die Vielzahl der mechanischen Knöpfe, Buttons und Wahlschalter speziell in Luftfahr- zeugen ersetzt. Die Bedienung erfolgt über Buttons / Menüs, die auf der Anzeige- fläche des Touchscreen Controllers genau zu treffen sind, also eine Blickfokussie- rung auf den Controller benötigen. Eine Ausgabe erfolgt auf dem Anzeigegerät.

Generell ist bei einem gattungsgemäßen System eine direkte Interaktion mit dem System notwendig, wobei der Nutzer sich ausschließlich auf diese Arbeit konzentrieren kann. Insbesondere bieten sich deswegen Möglichkeiten in der Benutzerführung, die die Planung erheblich erleichtern. So können durch einfache Gesten auf dem Bildschirm Optionen ausgewählt, Einstellungen und Eingaben gemacht und Informationen abgerufen werden. Der Fokus des Nutzers, insbesondere die

Blickrichtung und der Sichtbereich aber auch die Konzentration liegen dabei voll auf dem System und lassen keine andere Arbeit in diesem Zeitraum zu. Diese Arbeiten werden vorzugsweise am Boden, in einem ruhigen Büro oder auf einem Tablet PC im Cockpit durchgeführt. Nach dem Stand der Technik werden diese Arbeiten immer mehr digital unter Verwendung eines Touchscreens anstelle von früher gebräuchlichen Papierkarten gelöst, wobei insbesondere interaktive Flächen, wie z.B. Buttons, auf dem Display liegen und für die Bedienung genau getroffen werden müssen. Dies ermöglicht eine sehr effiziente Durchführung der Planungsaktivität.

Bei der Durchführung der Mission ist das Planungssystem nur noch ein Hilfsmittel. Die Konzentration des Nutzers liegt auf anderen Schwerpunkten, z.B. der Durchführung des Fluges oder der Steuerung des Kraftfahrzeuges. Das System muss die Konzentration des Nutzers so wenig auf sich lenken wie möglich und muss insbesondere eine gleichzeitige Bearbeitung der wichtigeren Aufgaben zulassen. So muss z.B. während eines Fluges, aber auch während einer Autofahrt, die Sicht des Nutzers nach außen möglichst ununterbrochen gegeben sein. Um die Zeit zu verkürzen, während der die volle Sicht des Nutzers nach außen unterbrochen ist, muss das Display also so nah wie möglich an der Außensicht sein. In vielen

Anwendungen ist das Display so angeordnet, dass die periphere Sicht nach außen weiter möglich ist und Notsituationen trotzdem erkannt werden können. Die Bedie- nung des Systems erfolgt vorzugsweise blind, d.h. ohne dass der Nutzer auf die Bedienelemente selbst schauen muss. Ein Feedback erfolgt entweder haptisch, akustisch oder optisch nah an der Sichtlinie, die der Nutzer für die Durchführung der anderen Aufgaben benötigt. Auch muss der Nutzer die Bedienelemente blind finden können. Bekannte Geräte entsprechen diesen Anforderungen, in dem die Bedienelemente in guter Reichweite angeordnet sind und zur blinden Nutzung eingerichtet sind, wie z.B. Schalter, Drehknöpfe oder auch Touchpads.

Ein klassischer berührungsempfindlicher Bildschirm, ein sogenannter Touchscreen, mit interaktiven Buttons, ist für diesen Zweck ausgeschlossen, da die Buttons blind nicht gefunden werden können und ein Feedback ebenfalls auf dem - für den

Nutzer nicht direkt einsehbaren- Touchscreen erfolgt. Zudem ist die Anordnung der Eingabe- und Ausgabegeräte vom entsprechenden Fahrzeug abhängig, wodurch sich spezifische Probleme ergeben. In einem Flugzeug kann die Interaktion mit Geräten in ergonomischer Weise stattfinden. In einem Hubschrauber dagegen ist die Anordnung auf Grund der benötigten Rundumsicht sowie der kontinuierlichen Interaktion des Piloten mit dem Luftfahrzeug ungünstiger. Aufgrund der engen Platzverhältnisse steht für Eingabegeräte nur ein sehr begrenzter Raum in Reichweite des Piloten zu Verfügung, so dass sich Anzeigegeräte auch im weiter entfernten Umfeld des Piloten befinden. Eine ergonomische Anordnung der Bildschirm- Steuerung und des Bildschirms in direkter Nachbarschaft, die eine Interaktion bei der Eingabe mit dem Bildschirm erlauben könnte oder auch ein Touchscreen zur Ein- und Ausgabe, ist insbesondere in einem Hubschrauber nicht möglich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein System zur Planung und Durchführung einer Mission zu schaffen, das sowohl in der Planungsphase als auch in der Durchführungsphase in ergonomischer und intuitiver Weise bedient werden kann, wobei die speziellen Anordnungen und Besonderheiten in einem Luftfahrzeug und speziell in einem Hubschrauber zu beachten sind. Diese Aufgabe wird mit dem Elektronischen System zur Planung und Durchführung einer mit einem Fahrzeug durchzuführenden Mission (im nachfolgenden auch kurz System genannt) gemäß Patentanspruch 1 sowie dem Verfahren gemäß Patentanspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Das System umfasst zwei Anzeigegeräte, wobei eines davon (im Folgenden als erstes Anzeigegerät bezeichnet) mit einem berührungsempfindlichem Bildschirm ausgestattet ist.

Das erste Anzeigegerät weist zwei separate Bedienungsmodi auf, wobei in einem Planungsmodus der Bildschirm des ersten Anzeigegeräts zur Eingabe und Ausgabe eingerichtet ist, in einem Durchführungsmodus der Bildschirm des ersten Anzeigegeräts ausschließlich zur indirekten Eingabe per Gestensteuerung in der Art eines Multi-Touchpad eingerichtet ist, und ein Zusammenwirken zwischen ersten und zweiten Anzeigegerät derart bewirkt werden kann, dass die über den Bildschirm des ersten Anzeigegeräts im Durchführungsmodus vornehmbaren Eingaben zur Steuerung der Anzeige auf dem zweiten Anzeigegerät dienen. Das zweite Anzeigegerät wird bevorzugt an einer Position im Fahrzeugcockpit angeordnet, die für die Fahrt- oder Flugdurchführung günstig ist, z.B. nah an der Sichtlinie eines Piloten nach außen. Das erste Anzeigegerät wird in ergonomisch günstiger Lage zur händischen Bedienung, z.B. in der Mittelkonsole angebracht. Das System kann allgemein in jeder Art von Fahrzeug verwendet werden, für das zunächst eine Arbeitsvorbereitung oder Planung durchgeführt wird und diese Daten dann bei der Durchführung der Mission zur Anzeige genutzt werden z.B. einem Automobil, Schiff oder Luftfahrzeug. Das System eignet sich insbesondere zum Einsatz in einem Hubschrauber. Bei der Flugplanung wird das erste Anzeigegerät in einem ersten Bedienungsmodus (im Folgenden Planungsmodus genannt) genutzt, sowohl zur Eingabe als auch zur Visualisierung der Daten. Es kann neben seinem berührungsempfindlichen Bildschirm (Multi-Touchscreen) eine integrierte Datenverarbeitungseinheit CPU aufweisen. Das erste Anzeigegerät entspricht dann nach Aufbau und Funktion im Wesentlichen einem handelsüblichen Tablet-PC. Alternativ ist auch eine baulich separierte Datenverarbeitungseinheit CPU möglich.

Im Planungsmodus erfolgt die Bedienung des Multi-Touchscreens wie bei einem heute üblichen Tablet PC. Auf dem zweiten Anzeigegerät können während des Planungsmodus ebenfalls Daten angezeigt werden. Diese sind aber nicht zwingend erforderlich, sondern können zur weiteren Unterstützung genutzt werden, wobei die Daten eine Spiegelung oder Erweiterung der Anzeigefläche des ersten Anzeigegeräts sind oder zusätzliche Informationen beinhalten können.

Beim Übergang in die Flugdurchführung werden die auf dem ersten Anzeigegerät vorbereiteten Daten, z.B. die Karte und deren Maßstab, der Flugplan usw., auf das zweite Anzeigegerät geschoben (d.h. es erfolgt eine Übertragung der Daten zur Ausgabe, insbesondere zur visuellen Darstellung auf dem Bildschirm), wo sie dem Nutzer während des Fluges angezeigt werden. Das Übertragen der Daten kann über eine Schiebegeste oder eine andere definierte Geste z.B. Mehrfingerwischen, 3-Finger-Klicken etc. auf dem Multi-Touchscreen des ersten Anzeigegeräts erfolgen. Das zweite Anzeigegerät kann als Display, Touchscreen, Head-up Display oder als anderes projizierendes Gerät ausgebildet sein, wobei auch eine Kombination oder eine Mehrzahl der genannten Geräte vorliegen kann z.B. Head-up Display zur Darstellung essentieller Flugparameter in Verbindung mit einem Display, das die Gesamtinformationen beinhaltet. Für die Flugdurchführung wird der Bildschirm des ersten Anzeigegeräts vom

Planungsmodus in den Durchführungsmodus umgeschaltet. Dieses Umschalten kann über das erste Anzeigegerät bewirkt werden. Auf dem ersten Anzeigegerät sind dann keine flugrelevanten Daten mehr zu sehen. Es erfolgt auf dem Bildschirm entweder gar keine Anzeige oder es kann vorteilhaft am oberen Bildschirmrand eine Seiten-A/erschiebeleiste, ähnlich einer Taskleiste wie bei Windows Betriebssystemen, dargestellt werden. Über diese Taskleiste kann z.B. mit einer Schiebegeste ein Umschalten auf den Planungsmodus bewirkt werden. Die Eingabe zur Bedienung erfolgt in der Durchführungsphase während des Fluges zwar nach wie vor über das erste Anzeigegerät, dafür ist allerdings kein Blick auf dieses Gerät notwendig, da die Steuerung über Gesten nach der Art eines Multi- Touchpad erfolgt und die visuelle Reaktion des Systems auf dem zweiten Anzeigegerät erfolgt. Das erste Anzeigegerät wird also überwiegend nicht mehr als Touch- screen (das Eingabe und Ausgabe ermöglicht) sondern nur noch als Multi-

Touchpad (also nur zur Eingabe) genutzt. Somit kann während des Fluges die Sicht nach Außen beibehalten werden, und dennoch das erste Anzeigegerät zur Eingabe bzw. Steuerung verwendet werden. Auch eine Kombination mehrerer gleichartiger Systeme zur Bildung in der Luftfahrt gebräuchlicher redundanter Systeme ist möglich. Dabei erfolgt die Kommunikation der Systeme über eine Schnittstelle, die eingerichtet ist, einen Datenaustausch mit dem zweiten gleichartigen System zu ermöglichen, wobei der Datenaustausch Planungsdaten oder Steuerdaten beinhalten kann.

Vorteilhaft bei Verwendung zweier gleichartiger Systeme ist die Möglichkeit, durch den Copiloten eine Neuplanung oder komplexe Umplanung einer Mission während des Fluges durchführen zu können und diese auf das Pilotensystem übertragen zu können. Somit kann die Fokussierung des Piloten auf die Flugdurchführung beibehalten werden. Der Ablauf zur Planung und Durchführung der Mission erfolgt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren in den folgenden Schritten: - Planung der Mission im Planungsmodus des ersten Anzeigegeräts, wobei über dessen berührungsempfindlichen Bildschirm sowohl eine Eingabe als auch eine Ausgabe von Daten durchgeführt wird,

- Übertragung der so erzeugten Planungsdaten vom ersten Anzeigegerät auf das zweite Anzeigegerät,

- Umschalten des ersten Anzeigegeräts vom Planungsmodus in den Durchführungsmodus zur Anzeige und Durchführung der Mission, bei dem der Bildschirm des ersten Anzeigegeräts die Funktion eines Multi-Touchpads übernimmt, wobei über den Bildschirm ausschließlich indirekte Eingaben mittels Gestensteuerung durchgeführt werden, und diese Eingaben die Anzeige auf dem zweiten Anzeigegerät steuern.

Die Erfindung hat insbesondere die folgenden Vorteile:

Die Gebrauchstauglichkeit des Systems, hier vor allem des Kartensystems, wird stark erhöht. Damit wird insbesondere die Effizienz während der Missionsplanung deutlich verbessert. Während der Missionsdurchführung wird die Arbeitsbelastung des Piloten deutlich verringert, was die Fehleranfälligkeit reduziert und somit die Flugsicherheit erhöht.

Diese Vorteile werden erreicht unter Nutzung eines Geräts (erstes Anzeigegerät), dass sowohl für die Missionsplanung als auch für die Missionsdurchführung eingesetzt wird. Daraus resultieren wirtschaftliche Vorteile, Kostenreduzierungen und größere Variabilität bei der Reaktion auf Kundenbedürfnisse.

Die Erfindung ist besonders für Helikopter von Bedeutung, da hier die Außensicht von elementarer Bedeutung ist und beide Hände des Piloten zum Fliegen ge- braucht werden. Im Gegensatz z.B. zu einem Linienflugzeug, erfordert der Helikopter eine viel größere Aufmerksamkeit des Piloten, um das Luftfahrzeug überhaupt stabil in der Luft zu halten. Die Erfindung leistet hier einen wesentlichen Beitrag, um die Arbeitsbelastung des Piloten möglichst niedrig zu halten.

Die Erfindung wird anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 näher erläutert:

Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes System in einer möglichen Einbaukonfiguration in einem Helikopter (schematische Darstellung),

Fig. 2 eine Darstellung der Anzeigegeräte des Systems und deren erfindungsgemäßes Zusammenwirken beim Wechsel der Bedienungsmodi. Die folgende Beschreibung basiert auf einem Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Helikopter, wobei der Fachmann dies jedoch leicht auf Anwendungsfälle in anderen Fahrzeugen übertragen kann.

Fig. 1 zeigt eine mögliche Einbaukonfiguration des Systems zur Planung und Durchführung einer mit einem Fahrzeug durchzuführenden Mission in einem

Hubschrauber.

Das System umfasst ein erstes Anzeigegerät 10, und ein zweites Anzeigegerät 20. Der Einbau des ersten Anzeigegeräts 10 erfolgt innerhalb des Cockpits in eine Instrumententafel 40 in der Mittelkonsole, vorteilhaft möglichst nahe und gut sichtbar beim Piloten (allgemein Fahrzeuglenker). Der Einbau des zweiten Anzeigegeräts 20 erfolgt vorteilhaft in der Sichtlinie des Piloten nahe an der Cockpitscheibe 50. Zudem erkennt man weitere, für den Hubschrauber-Piloten notwendige Bedien- hebel/-elemente, wie den Steuerknüppel bzw. Hebel zur Rotor-Blattverstellung 30. Das zweite Anzeigegerät 20 kann insbesondere als Display (z.B. LCD- oder Plasmabildschirm), Touchscreen, Head-up Display oder anderes projizierendes Gerät ausgebildet sein, wobei auch eine Kombination oder eine Mehrzahl der genannten Geräte vorliegen kann. Seine Auflösung wird vorteilhaft so gewählt, dass Karteninformationen für den Piloten in ausreichender Qualität dargestellt werden können.

Das erste Anzeigegerät 10 ist in dieser Ausführung als Tablet-Computer ausgebildet und weist einen berührungsempfindlichen Bildschirm (Multi-Touchscreen) und eine baulich integrierte CPU auf. Es handelt sich somit um ein mobiles Gerät, und entsprechend sind seine Anschlüsse so ausgebildet, dass ein schneller und unkomplizierter Ein- und Ausbau an dem vorgesehenen Ort im Cockpit möglich ist (z.B. ein Adapter mit gesteckten Anschlüssen, Dockingstation). Das erste Anzeigegerät 10 weist zwei separate Bedienungsmodi auf. Im ersten Modus, dem Planungsmodus ist der Bildschirm des ersten Anzeigegeräts 10 zur Eingabe und Ausgabe eingerichtet. Dies entspricht der üblichen Funktionsweise eines Tablet-PCs, insbesondere mit interaktiven Buttons auf der Bildschirmanzeige sowie der Möglichkeit zur Steuerung über Gesten. In einem Durchführungsmodus ist der Bildschirm des ersten Anzeigegeräts 10 ausschließlich zur indirekten

Eingabe per Gestensteuerung in der Art eines Multi-Touchpad eingerichtet. Eine Ausgabe und Darstellung von Informationen erfolgt in diesem Modus nicht.

Ein Zusammenwirken zwischen ersten und zweiten Anzeigegerät 10, 20 wird derart bewirkt, dass die über den Bildschirm des ersten Anzeigegeräts 10 im Durchführungsmodus vorzunehmenden Eingaben zur Steuerung der Anzeige auf dem zweiten Anzeigegerät 20 dienen.

Die Eingabe und Ausgabe auf dem ersten Anzeigegerät 10 während des Pla- nungsmodus beinhaltet beispielsweise die Eingabe der Karteninformationen, Start- und Endpunkt inkl. etwaiger Zwischenziele sowie weiterer relevanter Parameter z.B. Funkfrequenzen etc. und die Ausgabe d.h. Anzeige der Daten bzw. Karteninformationen. Nach Abschluss der Planungstätigkeit kann in einem Durchführungsmodus der Bildschirm des ersten Anzeigegeräts 10 ausschließlich zur indirekten Eingabe per Gestensteuerung in der Art eines Multi-Touchpad verwendet werden.

Der Wechsel der Bedienungsmodi zwischen Planungsmodus und Durchführungs- modus erfolgt, wie in Fig. 2 erläutert ist, über Gestensteuerung. In den Bildteilen Fig. 2 A bis C erkennt man in drei zeitlich aufeinanderfolgenden Zuständen die Funktionsweise des Systems beim Wechsel der Bedienungsmodi. Zur besseren Nachvollziehbarkeit sind die beiden Anzeigegeräte 10, 20 jeweils übereinander angeordnet dargestellt. Dabei ist das System eingerichtet, den Bildschirminhalt 70 (schraffiert) vom ersten Anzeigegerät 10 auf das zweite Anzeigegerät 20 zu übertragen, wobei das Übertragen durch Verschieben der Verschiebe-/ Seiten-Leiste 60 erfolgt. Auch andere Varianten wie ein Wechsel durch einen Mehrfingerklick oder eine andere Geste sind möglich. In Bildteil A ist das erste Anzeigegerät 10 im Planungsmodus, wobei auf dem zweiten Anzeigegerät 20 keine Ausgabe erfolgt. Alternativ (nicht dargestellt) können auf dem Anzeigegerät 20 Informationen in der Form einer Spiegelung, Erweiterung der Anzeigefläche des ersten Anzeigegeräts 10, oder zusätzliche Informationen angezeigt werden.

Der Übergang zum Durchführungsmodus ist in Bildteil B zu sehen. Angreifend an der Verschiebeleiste 60 wird z.B. mit einer Schiebegeste der Bildschirminhalt 70 (bzw. die relevanten Planungsdaten) auf das zweite Anzeigegerät geschoben. Man erkennt in Bildteil B, dass der Bildschirminhalt des ersten Anzeigegeräts 10 schon partiell auf dem zweiten Anzeigegerät 20 erscheint. In Bildteil C sieht man den Zustand nach Erreichen des Bedienungsmoduswechsels, wobei der Bildschirminhalt 70 des ersten Anzeigegeräts 10 (bzw. das Ergebnis der Planungsaktivität aus dem Planungsmodus z.B. die Kartendaten) nun vollständig auf dem zweiten

Anzeigegerät 20 dargestellt wird. Die Verschiebleiste 60 erscheint nun am oberen Rand des Bildschirm des ersten Anzeigegeräts 10. In diesem Durchführungsmodus ist der Bildschirm des ersten Anzeigegeräts 10 ausschließlich zur indirekten

Eingabe per Gestensteuerung in der Art eines Multi-Touchpad eingerichtet.

In diesem Bedienungsmodus dient das erste Anzeigegerät 10 als reines Eingabe- gerät. Dabei erfolgen die Eingaben ausschließlich über Gesten, so dass die

Eingaben blind erfolgen können. Der Pilot kann seine Blickrichtung nach außen beibehalten und wird durch die vorzunehmenden Eingaben nicht abgelenkt. Solche Gesten können z.B. das Vergrößern und Drehen der Anzeige sein, indem man zwei Finger spreizt oder sie um einen gemeinsamen Mittelpunkt dreht. Ein anderes Beispiel ist das Ziehen des Fingers über das Touchpad, wobei der Cursor auf dem Bildschirm gesteuert wird. Ein leichtes Tippen des Fingers kann z.B. einen Klick simulieren. Einen Doppelklick erzeugt man entsprechend durch zweimaliges

Tippen. Hält man nach dem zweiten Tippen den Finger auf dem Touchpad, so kann man Objekte (Symbole) markieren bzw. bewegen (ziehen).

Die über das Anzeigegerät 10 vorzunehmenden Eingaben dienen zur Steuerung der Anzeige auf dem zweiten Anzeigegerät 20. Die visuelle Reaktion auf die

Eingabe erfolgt also auf dem zweiten Anzeigegerät. Der Wechsel vom Durchführungsmodus zurück zum Planungsmodus erfolgt durch die Bewegung des Fingers von der Verschiebeleiste 60 am oberen Bildschirmrand des ersten Anzeigegeräts 10 zum unteren Bildschirmrand gemäß Fig. 2 C bis 2 A in umgekehrter Reihenfolge in der bekannten Bedienung eines Touchpads bzw.

Touchscreens. Bei anderen Ausführungsformen kann dies auch über eine andere Geste, z.B. eine Mehrfingereingabe erfolgen.