[發明專利]一種夜間直升機駕駛艙眩光量化評估方法

在審

• 申請號: 201711230997.X
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107977509A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 李恒;張貝貝;謝映濤;蔡偉;李正
• 申請（專利權）人: 中國直升機設計研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙)11526
• 代理人: 高原

技術領域

本發明涉及直升機人機工效領域，具體涉及一種夜間直升機駕駛艙眩光量化評估方法。

背景技術

直升機駕駛艙是飛行員與直升機的首要接觸場所，作為飛行員操縱飛行執行任務的工作環境，駕駛艙成為飛行員與飛行器之間進行信息傳遞與人機交互的唯一界面和手段。隨著直升機的廣泛運用，眩光對直升機飛行員的影響在直升機駕駛艙人機工效設計中得到重視。一方面現代直升機要在各種復雜的條件下飛行作戰，另一方面其大量采用綜合顯示器來代替過去的常規儀表，艙內照明燈具越來越多樣化和多功能化，故眩光問題表現的更為突出。在如此復雜的光學環境下飛行員容易感到疲勞，嚴重的將造成災難性的事故。Van Nakagawara等人曾查詢聯邦運輸安全委員會航空事故數據庫自1988年至1998年10年的數據，發現有130個事故是由眩光引起的。可見，直升機駕駛艙眩光問題的分析與研究具有重要意義。

通常情況下，目前的檢測方法主要是通過樣機模擬，飛行員目視實測檢驗。這種方法只能通過飛行員的視覺感受來給駕駛艙的光學效果設計一個定性評價，無法對飛行員的視覺感受進行定量分析。因此，尋找一種量化評估直升機駕駛艙眩光方法來指導直升機駕駛艙眩光設計重要而有意義。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種夜間直升機駕駛艙眩光量化評估方法，主要包括以下步驟：

步驟一、構建直升機駕駛艙數學模型；

步驟二、將所述直升機駕駛艙數學模型導入光學軟件中，并獲取各眩光源亮度、各眩光源立體角、背景亮度以及古斯位置指數；

步驟三、根據公式計算統一眩光指數UGR，所述公式為：

其中，L_b為背景亮度，P_i為第i個眩光源的古斯位置指數，ω_i為第i個眩光源的立體角，L_i為第i個眩光源的亮度；

步驟四、根據統一眩光指數UGR對所述夜間直升機駕駛艙眩光進行評估，若統一眩光指數UGR不小于8且不大于12，則所述夜間直升機駕駛艙的眩光設計滿足要求；反之，該型機駕駛艙眩光設計需要改善。

優選的是，所述步驟一中，在構建直升機駕駛艙數學模型中進一步包括：

數模簡化，包括對所述直升機駕駛艙數學模型的外部不參與夜間光學仿真的結構進行簡化；

材質建模，包括對所述直升機駕駛艙數學模型駕駛艙內的非光源件進行材料定義以及光學屬性定義；

光源建模，包括采用儀表版光源模型進行定義與采用面光源模型進行定義；以及

人眼建模，以飛行員眼位點為探測器的焦點，以水平前視作為探測器的方向，同時定義駕駛員視界尺寸大小。

優選的是，所述步驟二中，古斯位置指數根據T/R與H/R的比值在古斯位置指數表中查詢得到的，其中T、R、H是以人眼為坐標原點的發光源中心的三維坐標。

優選的是，在步驟四中，所述型機駕駛艙眩光設計需要改善包括：

若統一眩光指數UGR小于8，則提高各眩光源亮度值；

若統一眩光指數UGR大于12，則降低各眩光源亮度值。

優選的是，在步驟四中，調整各眩光源亮度值使所述統一眩光指數UGR的值為10。

本發明的關鍵點：

本套夜間直升機駕駛艙眩光量化評估方法為確保結果的準確性對各參數設置要求嚴格，材質建模過程中駕駛艙各零部件建模定義要準確到材質的反射率、透射率等；在光源模型建模時要嚴格按照各發光部件的照明文件規范來設置其參數；另外在計算結束后各統一眩光指數公式參數提取時要多次操作以減免人為誤差。

本發明的優點是：

利用該方法來評估直升機駕駛艙眩光設計的優劣，進而能夠在駕駛艙設計初期指導直升機駕駛艙人機工效方面的設計，促進直升機駕駛艙人機工效學的發展。

附圖說明

圖1為按照本發明夜間直升機駕駛艙眩光量化評估方法的一優選實施例的流程圖。

圖2為本發明圖1所示實施例眩光源古斯位置指數各參數坐標位置示意圖。

圖3為本發明圖1所示實施例的眩光源古斯位置指數查詢表示意圖。

具體實施方式