Entwurf und Implementierung eines Softwaremoduls zur Trajektorien Verwaltung und Optimierung hinsichtlich 4D Führung und Weiterverwendung in unterschiedlichen Anzeigen

Abstract

Zur Einhaltung vierdimensionaler Trajektorien ist es notwendig dem Piloten eine gute räumliche Führung zu bieten, sowie eine Möglichkeit zu schaffen, dass eine Abweichung von der Soll-Geschwindigkeit erkannt und korrigiert werden kann. Um vierdimensionale Trajektorien konfigurierbar darstellen zu können wurde eine Möglichkeit implementiert diese als Bezierkurve oder Circle-Line-Circle (CLC) Route aufzubereiten und neue Stützstellen zu berechnen. Diese Stützstellen können beispielsweise als Tunneltore eines Tunnel-In-The-Sky verwendet werden. Hierbei kann der Abstand entfernungskonstant oder zeitkonstant, abhängig von der geplanten Geschwindigkeit, bestimmt werden. Zusätzlich lassen sich die Abstände in Kurven winkelkonstant berechnen. Zusätzlich wurden zwei Anzeigen zur Darstellung einer Abweichung von der Soll-Geschwindigkeit entwickelt. Im Rahmen einer Parameterstudie mit acht Probanden wurde der Einfluss der beiden entwickelten Anzeigen auf die Einhaltung der Soll-Geschwindigkeit, sowie der präferierte Torabstand der Tunneltore untersucht. Bei Verwendung des 4d Gates, eines zusätzlichen Tores, das sich im Tunnel vor dem Piloten befindet und ihm seine Abweichung von der Soll-Geschwindigkeit darstellt, wurde die Geschwindigkeit besser eingehalten als bei Verwendung eines Speed Bugs, der als Vergleichswert herangezogen wurde. Jedoch gaben die Probanden an, dass das 4d Gate sehr viel stärker die Aufmerksamkeit auf sich zieht und das Situationsbewusstsein einschränkt. Subjektiv wurde der Speed Bug den beiden neuen Anzeigen bevorzugt. Die Darstellung winkelkonstanter Torabstände in Kurven wurde grundsätzlich positiv bewertet. Hierbei ist es dem Piloten möglich frühzeitig eine Kurve zu erkennen und den Radius abzuschätzen. So kann die Geschwindigkeit dementsprechend angepasst werden.