[發明專利]自動調整外部景觀的三維合成表示中的可見范圍的方法

有效

• 申請號: 201710546716.5
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107591031B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: E·蒙瓦森;X·塞爾旺蒂耶;P·馬里亞尼
• 申請（專利權）人: 泰勒斯公司
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00;G08G5/02;G01C21/36;G06T17/05
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

本發明涉及在飛機的機載顯示系統內自動調整外部景觀的三維合成表示中的可見范圍的方法。本發明的一般領域是包括圖形計算機和顯示屏的在飛機的機載顯示系統中外部景觀的三維圖形表示方法。在可見距離內計算圖形表示。在根據本發明的方法中，飛機的零俯仰線(ZPRL)與真實的水平線(LH)形成第一夾角(α)，表示可見距離的極限的直線(RC)與真實的水平線形成第二夾角(β)，在第一步中，圖形計算機確定最大可見距離，以使得第一夾角和第二夾角之間的差值保持低于確定的值；在第二步中，圖形計算機上確定所述可見距離作為最大可見距離、所述飛機的所處環境的地貌的最大高度和所述飛機的飛行階段的函數。

技術領域

本發明的領域是用于航空應用的人機界面的領域，更具體地，本發明的領域是包括用于在飛機的機載顯示系統內顯示外部景觀的三維合成圖像的方法的合成顯示系統的領域。

背景技術

現代飛機通常具有合成視覺系統，以首字母縮寫簡稱為“SVS”。這一系統可以向機組人員顯示通常包括領航或導航信息的外部景觀的合成圖像。

SVS系統包括：代表所飛越的地域的地圖數據庫、定位系統、電子計算裝置以及位于飛機的駕駛艙內的數個顯示裝置。定位系統是“GPS”類型，GPS是“全球定位系統”的首字母縮寫。定位系統可以與飛機的慣性系統相耦合。總體上，定位系統至少提供以下參數：以緯度、經度和高度表示的飛機的位置，以及以俯仰、滾動和航向表示的飛機的方向。

通常，圖像會顯示在位于飛機儀表板的前面板上的顯示屏上。圖像是盡可能真實地表現的外部景觀的三維視圖。顯示的視角在飛機的軸上。在距飛機的一定距離之內計算合成圖像，以使得計算限制為顯示所必需的。這段距離稱為“SVS范圍”。實際上，在一定的距離之外，景觀的圖像尺寸較小。此外，領航飛機對在一定的距離之外的景觀并不感興趣。

這幅合成圖像通常包括領航和導航輔助符號。它通常包括給出飛機姿態的虛擬水平線和給出飛機的高度和速度的指示器。該符號還顯示了表示零縱向俯仰指示器的線，也稱為“ZPRL”，其為“Zero Pitch Reference Line”的首字母縮寫。按不嚴謹的說法，“ZPRL”通常稱為“水平線”。

圖1表示飛機A飛越地域T在豎直截面內的視圖，從圖1可以看出，ZPRL與真實的水平線LH形成第一夾角α。ZPRL與圖面表現RC的極限形成必然大于第一夾角的第二夾角β。這些角度在高海拔時通常只有幾度。

圖2呈現了在飛機顯示裝置上顯示的包括領航符號的所飛越的地域的圖面表現。該符號包括ZPRL。在圖2中，該ZPRL和圖面表現的末端之間的差異顯著。研究表明，由于與通常的視覺數量級不一致，SVS范圍和ZPRL之間的顯著的角度偏差對飛行員非常困擾。由于偏差隨飛機高度而增加，尤其在高海拔發生這種現象。

此外，一些航空標準，例如標題為“Airworthiness Approval of EnhancedVision System,Synthetic Vision System,Combined Vision System,and EnhancedFlight Vision System Equipment(增強視覺系統、綜合視覺系統、組合視覺系統以及增強飛行視覺系統設備的適航批準)”的標準AC-20-167，要求SVS提供的信息與ZPRL有關。例如，如果在給定的時刻位于載機的高度之上的地域足夠接近而變得危險，那么它必須總是出現在ZPRL之上。

解決這些問題的第一種方法是在更長的距離上顯示圖面表現。該解決方案的缺點是同時對中央處理器層面和圖形計算方法層面的電子平臺的性能方面提出顯著的附加要求，以使得以期望的頻率和圖像質量來顯示圖像。