[發明專利]一種合成視景系統障礙物告警實現方法

有效

• 申請號: 201611106311.1
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106741985B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 馮國昌;范力維;劉棟
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所
• 主分類號: B64D43/00
• 分類號: B64D43/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明提出一種合成視景系統障礙物告警實現方法，根據飛機上傳感器獲取飛機的飛行的姿態、位置和速度，搜索飛機設定范圍內的障礙物信息，將所搜索到的障礙物信息轉換成三維場景坐標，并傳輸給飛機上的三維場景顯示系統。依據飛機的位置、速度和姿態，計算障礙物到當前飛機的距離，并計算障礙物與當前飛機航跡處的高度差，依據定義好的告警范圍值，判斷障礙物是否告警，并依據告警信息在相應位置繪制障礙物，從而實現飛行員可以清晰的在視景顯示系統上感知障礙物告警信息。本發明使飛行員可以盡早、準確、清晰的從視景顯示系統上清晰感知障礙物告警信息，盡早避開障礙物，減少飛行員工作量，提高飛行品質和安全。

技術領域

本發明涉及民用航空技術領域，具體為一種合成視景系統障礙物告警實現方法。

背景技術

一直以來，“靠天吃飯”始終是困擾民航業的一項難題，由雨、雪、霧、霾等造成的低能見度氣象條件和夜間運行都直接影響民航運輸的安全和正點率。合成視景系統(Synthetic Vision System，簡稱SVS)是一種利用地形數據、障礙物數據、機場跑道數據生成三維虛擬視景，并將該虛擬視景與飛行信息融合在一起的系統。合成視景系統是解決低能見度氣象條件下運行的一項關鍵技術。

可控飛行撞地是飛機失事的最大原因，利用TAWS(地形提示與告警系統)系統已經可以解決可控飛行撞地問題。但是，TAWS僅能提供低級的地形顯示，主要是提供臨界告警，并不能補償情景意識的不足。而情景意識不足幾乎是導致所有可控飛行撞地事故的必然原因。此外，過多的告警加重了機組的工作負荷。與此對應，實現主動地、盡早地避開撞地的先決條件便是足夠的情景意識。因此，合成視景地形顯示能夠增強機組關于地形和障礙物方面的情景意識，并起到直觀的、預測性的告警功能，能夠很好的解決這一問題。

目前國內合成視景系統還處于初步研究階段，多家單位都在投入人力物力研發合成視景系統，還沒有成熟產品。具體實現方法目前還處于空白領域。

發明內容

本發明的目的是：提供一種合成視景系統中障礙物告警方法，該方法能夠快速、直觀的在合成視景三維場景中顯示出障礙物告警的信息，能夠讓飛行員主動的、盡早的避開障礙物，降低飛行員的工作負擔，提高飛行安全。

該方法根據飛機上傳感器獲取飛機的飛行的姿態、位置和航向，搜索飛機設定范圍內的障礙物信息，將所搜索到的障礙物信息轉換成三維場景坐標，并傳輸給飛機用于合成視景。依據飛機的航向、速度和姿態，計算障礙物到當前飛機的距離，并計算障礙物與當前飛機航跡處的高度差，依據定義好的告警范圍值，判斷障礙物是否告警，并依據告警信息在相應位置繪制障礙物，從而實現飛行員可以清晰的在視景顯示系統上感知障礙物告警信息。本發明使飛行員可以盡早、準確、清晰的從視景顯示系統上清晰感知障礙物告警信息，盡早避開障礙物，減少飛行員工作量，提高飛行品質和安全。

本發明的技術方案為：

所述一種合成視景系統障礙物告警實現方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：通過飛機傳感器獲得飛機當前姿態、位置和速度數據；根據獲得的飛機當前姿態、位置和速度數據，通過障礙物數據庫檢索飛機前方設定范圍內的障礙物信息，并將障礙物信息轉換成三維場景坐標；將障礙物三維場景坐標輸出給三維場景顯示系統以顯示障礙物；

步驟2：根據飛機當前姿態和位置，以及障礙物三維場景坐標判斷是否需要告警；

步驟3：依據計算得到的告警信息，在三維場景顯示系統中需要告警的障礙物位置繪制告警色的障礙物紋理。

進一步的優選方案，所述一種合成視景系統障礙物告警實現方法，其特征在于：步驟2中根據飛機當前姿態和位置，以及障礙物三維場景坐標判斷是否需要告警的過程為：

步驟2.1：計算障礙物到飛機航跡的向量：