[發(fā)明專利]一種基于平顯系統(tǒng)的三維飛行管道生成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011180391.1
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN112309176A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬兵兵;唐憲郡;常帥
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽電光設(shè)備研究所
• 主分類號(hào): G08G5/00
• 分類號(hào): G08G5/00;G02B27/01;B64D45/00
• 代理公司: 北京清大紫荊知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11718
• 代理人: 彭一波

本發(fā)明屬于航空電子系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種基于平顯系統(tǒng)的三維飛行管道生成方法，綜合SVS系統(tǒng)和平視顯示系統(tǒng)各自優(yōu)勢，添加三維飛行管道指引信息，將三者的功能高度集成，將主飛行數(shù)據(jù)、三維飛行管道指引信息和三維地形信息通過合理的布局形成三維飛行管道與符號(hào)畫面、三維地形等仿真畫面重合疊加，并投影顯示在平視顯示系統(tǒng)的組合鏡上，為飛行員提供全飛行階段和全天候運(yùn)行條件下的飛行引導(dǎo)，在低能見度條件下，為飛行員提供虛擬三維飛行管道，大幅度增強(qiáng)飛行員的情景意識(shí)，最終提高飛行的安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空電子系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種基于平顯系統(tǒng)的三維飛行管道生成方法。

背景技術(shù)

儀表參考飛行和目視參考飛行是飛行員獲取飛行狀態(tài)控制飛行的兩種手段，近30年來，飛機(jī)自身的安全性不斷提高，由于惡劣環(huán)境造成的低能見度使得飛行員難以建立穩(wěn)定目視參考，導(dǎo)致對當(dāng)前綜合飛行狀態(tài)的誤判，進(jìn)而出現(xiàn)的飛行安全事故，已成為飛行安全事故的主因。雖然民航總局規(guī)定了著陸過程中必須建立目視飛行的條件，但是由于復(fù)飛及備降給航空公司造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，所以很多飛行員依然在沒有建立穩(wěn)定的目視飛行條件下，強(qiáng)行降落。

飛機(jī)駕駛員視覺受限是目前世界范圍內(nèi)嚴(yán)重飛行事故的主要因素之一。飛行員在執(zhí)行飛行任務(wù)時(shí)，仍然需要花費(fèi)超過三分之二的時(shí)間抬頭目視觀察外景，以目視的方式識(shí)別并避讓潛在的空中或機(jī)場交通、地形或障礙物的威脅。尤其是當(dāng)飛行員操縱直升機(jī)時(shí)，由于此類飛機(jī)的巡航高度較低，無論是飛行員執(zhí)行任務(wù)中目視尋找任務(wù)作業(yè)地點(diǎn)時(shí)，還是在巡航中前方視野受到高海拔地形、障礙物、低云等條件的阻礙時(shí)，都需要以飛機(jī)周圍的外景作為參考。

為了解決這個(gè)問題，各國的研究機(jī)構(gòu)投入了大量的人力和物力用于開發(fā)新的飛機(jī)座艙顯示技術(shù)。目前已經(jīng)證明最有效的引導(dǎo)飛機(jī)安全飛行的手段是通過將三維飛行管道疊加在真實(shí)外景上，使飛行員觀察外景的同時(shí)還可以操縱飛機(jī)按照飛行管道進(jìn)行安全高效的飛行。傳統(tǒng)的HUD(平視顯示器，下同)技術(shù)所提供的導(dǎo)引信息通常用于起飛和著陸階段，而不適合全飛行階段。傳統(tǒng)的SVS(合成視景系統(tǒng)，下同)通常只是增強(qiáng)飛行員的態(tài)勢感知能力，當(dāng)SVS系統(tǒng)出現(xiàn)故障、性能下降時(shí)，飛行員很難察覺到，容易影響飛行安全；SVS系統(tǒng)目前只能和PFD(主飛行顯示器，下同)畫面或ND(導(dǎo)航顯示器，下同)畫面相結(jié)合，缺少飛行指引信息提示，許多在HUD上顯示的輔助降落的信息(例如：機(jī)場位置提示、剩余跑道距離提示、擦機(jī)尾提示、低能見度引導(dǎo)起飛，III類進(jìn)近偏差)沒有在降落過程中提供給飛行員,因此現(xiàn)階段SVS系統(tǒng)在提高飛行員態(tài)勢、輔助著陸方面發(fā)揮的作用并不大，因此目前FAA(美國聯(lián)邦航空管理局)和CAAC(中國民用航空局)沒有針對SVS降低起飛和降落的最低天氣標(biāo)準(zhǔn)的特殊批準(zhǔn)程序。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提出一種基于平顯系統(tǒng)的三維飛行管道生成方法，綜合SVS系統(tǒng)和平視顯示系統(tǒng)各自優(yōu)勢，添加三維飛行管道指引信息，將三者的功能高度集成，將主飛行數(shù)據(jù)、三維飛行管道指引信息和三維地形信息通過合理的布局形成三維飛行管道與符號(hào)畫面、三維地形等仿真畫面重合疊加，并投影顯示在平視顯示系統(tǒng)的組合鏡上，為飛行員提供全飛行階段和全天候運(yùn)行條件下的飛行引導(dǎo)，在低能見度條件下，為飛行員提供虛擬三維飛行管道，大幅度增強(qiáng)飛行員的情景意識(shí)，最終提高飛行的安全性。

為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案為：

一種基于平顯系統(tǒng)的三維飛行管道生成方法，包括以下步驟：

1)收集飛行管理系統(tǒng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)和導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)；

2)通過所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)及導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)生成三維飛行管道；并將所述飛行管道顯示至平顯系統(tǒng)上；

所述三維飛行管道的生成方法包括以下步驟：

2.1)根據(jù)飛行器當(dāng)前的位置信息查詢所述飛行器當(dāng)前飛行計(jì)劃中的航路點(diǎn)；

2.2)根據(jù)所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)和導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)得到所述飛行器的飛行航路點(diǎn)位置信息；