[發明專利]一種飛機水平傾斜角的測量顯示裝置及其測量顯示方法

無效

• 申請號: 201110258078.X
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102419168A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 傅博;賈玉紅;田云;劉沛清
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 官漢增

技術領域

本發明屬于航空電子領域，尤其涉及民用客機機載娛樂系統領域，具體涉及一種飛機水平傾斜角的測量顯示裝置及其測量顯示方法。

背景技術

隨著乘坐飛機出行人數及人均乘坐頻次的快速增長，人們越來越多地開始關注飛機的乘坐舒適性，即乘坐品質問題。影響乘坐舒適性的因素有很多，溫度、濕度、氣壓等物理量都可以通過相關的儀器和裝置顯示出來。然而有別于其他陸地交通工具，飛機具有更加復雜的運動姿態，對舒適性有著重大影響的相對于水平面的傾斜角的變化情況，對于乘客卻只能依靠自身來感覺。雖然駕駛員擁有高精度的組合陀螺儀以及導航系統來感測飛行姿態，但這些系統極其復雜，長距離信號傳輸則重量增加較大，不適用于客艙中乘客對低精度水平傾斜角顯示的需求。除了組合陀螺儀，測量相對于水平位置傾斜角的方法和裝置有很多。傳統的氣泡式水平儀常用來檢驗機器安裝面或平板是否水平，可以測知傾斜方向和角度大小。但是這種裝置重量較大，使用復雜，不適宜客艙俯仰傾斜、滾轉傾斜的二維測量，且不易與現代數字化電子設備兼容。電子水平儀多用于工業用途，主要原理有電感式和電容式。通過重錘改變電感或電容的大小，從而測量表面的傾斜角度，采用指針或數字的方式讀出傾斜角大小。該方法易受飛機機艙內復雜電磁場的干擾，需要電源加載，且其顯示方式對于普通旅客，較為抽象，可讀性差。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種飛機傾斜角的測量顯示裝置及其測量顯示方法，主要應用于民用客機客艙中的乘客對傾斜角感覺的參照。本發明提供一種飛機傾斜角的測量顯示裝置及其測量顯示方法，形象直觀地顯示出客艙相對于水平面傾斜角變化，使旅客自身的感受有了另外一種參考，改善了用戶體驗；較好地實現了與現有飛機上機載娛樂系統的兼容，共用系統總線和顯示部分。

本發明提供一種飛機水平傾斜角測量顯示裝置，包括數據采集部分、數據傳輸部分和客戶終端顯示部分；數據采集部分由微重力感應傳感器、數據調理與轉換電路和處理芯片組成；數據傳輸部分由機載娛樂總線和總線接口組成；客戶終端顯示部分由顯示器和數據轉換芯片組成；

微重力感應傳感器負責采集由于傾斜角引起的重力加速度分量信號，該重力加速度分量信號經過信號調理與轉換電路的放大和濾波后，由處理芯片計算獲得對應的俯仰傾角和滾轉傾角數據；數據傳輸部分的總線接口負責將接收處理芯片發出的俯仰傾角和滾轉傾角數據傳輸至機載娛樂總線，并將上述數據通過總線接口傳送給客戶終端顯示部分，客戶終端顯示部分的數據轉換芯片負責將俯仰傾角和滾轉傾角兩組數據處理為對應于正交直角坐標系上的一點，并通過圖形化的客戶終端軟件在顯示器上顯示出來。

應用本發明提供的一種水平傾斜角測量顯示顯示裝置的測量顯示方法，其特征在于：具體包括以下幾個步驟：

步驟一：由固定在客艙內的微重力感應傳感器測量由于客艙傾斜角引起的重力加速度在俯仰和滾轉兩個正交方向上的分量信號；

步驟二：微重力感應傳感器采集的重力加速度分量信號經數據調理與轉換電路進行放大和濾波處理，處理芯片分別計算得到俯仰傾角和滾轉傾角的大小，并定義俯仰傾角和滾轉傾角的方向；

步驟三：俯仰傾角和滾轉傾角數據通過總線接口傳送至機載娛樂總線，等待客戶終端顯示部分調用；

步驟四：由客戶終端顯示部分的數據轉換芯片通過總線接口讀取俯仰傾角和滾轉傾角數據；

步驟五：建立正交直角坐標系，以步驟二中所得傾角數據對應得到正交直角坐標系上一點，該點的位置與原點的距離反映出當前俯仰傾角和滾轉傾角大小，該點在正交直角坐標系上所在的象限表示出當前俯仰傾角和滾轉傾角的方向，如果該點位于原點，此時即為水平位置；然后通過圖形化的客戶終端軟件在顯示器上顯示出來。

本發明的優點在于：

(1)本發明提供一種飛機傾斜角的測量顯示裝置及其測量顯示方法，形象直觀地顯示出客艙相對于水平面傾斜角變化，使旅客自身的感受有了另外一種參考，改善了用戶體驗；

(2)本發明提供一種飛機傾斜角的測量顯示裝置及其測量顯示方法，較好地實現了與現有飛機上機載娛樂系統的兼容，共用系統總線和顯示部分；

(3)本發明提供一種飛機傾斜角的測量顯示裝置及其測量顯示方法，可定制豐富的客戶終端軟件，達到不同的表達效果。

(4)本發明提供一種飛機傾斜角的測量顯示裝置及其測量顯示方法，采用壓電式微重力感應傳感器，體積小，重量輕，滿足于航空對機載設備的需求，且信號源為自發電式信號源。

附圖說明

圖1：本發明提供的一種飛機傾斜角的測量顯示裝置的結構示意圖；