[发明专利]一种基于AR设备的信息同步方法及系统

说明书

本发明涉及基于AR设备的信息同步方法及系统，属于航空技术领域,该方法包括：利用图像匹配定位和惯性导航定位确定AR设备在当前时刻T_n‑1相对驾驶舱的相对位姿，并基于上一时刻T_n‑2的传输延时，及AR设备在当前时刻相对飞行设备的相对加速度信息和相对角速度信息，预测AR设备未来时刻T_n的相对位姿，并基于由飞行指引信息和舱外三维视景合成的驾驶舱的全角度视景虚拟模型画面，来确定未来时刻T_n的视景虚拟模型画面，并同步到AR设备显示。通过提前预测未来时刻T_n的相对位姿并合成视景虚拟模型画面，在实现同步视景虚拟模型画面的同时，能够有效降低由于传输延时带来的画面延迟，实现“所见即所得”，帮助飞行员实现在低可见度环境下的目视参考飞行。

技术领域

本发明涉及航空技术领域，特别涉及一种基于AR设备的信息同步方法及系统。

背景技术

SVS系统通过对飞机外部的地形、障碍物以及跑道等环境的模拟，在低能见度环境下为飞行员提供情形认识与飞行辅助。

但是在实现本发明的过程中，发明人发现现有的合成视景系统SVS至少存在如下问题：

合成视景系统SVS的呈现信息缺少飞行指引信息提示(例如：机场位置提示、剩余跑道距离提示、擦机尾提示、低能见度引导起飞，III类进近偏差)，没有在降落过程中提供给飞行员,因此现阶段合成视景系统SVS在提高飞行员态势感知能力、辅助着陆方面发挥的作用并不大。实用效能的缺失，导致FAA和CAAC都尚未启动针对合成视景系统SVS降低起飞和降落的最低天气标准的特殊批准程序；同时在目前的民机系统中，合成视景系统SVS显示输出只能呈现在下视显示器上，其显示方式与位置忽视了人体观察习惯，尤其忽视了在飞机进行高速贴地/近地运动时观察重心转换对于飞行员有效操作的影响。总结来说，显示位置位于下视显示器的合成视景系统SVS具有两个主要问题：基于下视显示器的布局位置，其无法在目视飞行状态下为飞行员提供持续的飞行辅助，这无法满足民航安全条例中关于着陆目视飞行条件的相关规定；同样是由于下视显示器的空间布局，使得其无法满足合成视景系统SVS所追求的“所见即所得”标准，可能存在并难以纠正虚拟图景与机外环境的“脱扣”情况，进而可能造成安全隐患。

平视导视系统HGS是在平视显示器上进行飞行数据、指引信息、辅助信息的显示，并且可以和外部视景叠加，增强飞行员情景意识，但是在实现本发明的过程中，发明人发现平视导视系统HGS至少存在如下问题：平视导视系统不具备三维重构与实时地形视景的生成能力，当遭遇恶劣天气时，难以为飞行员提供更好的情景意识。

以飞行头盔形式存在的军用增强现实设备利用其搭载的HMD为飞行员提供实时的全视角战场环境告知与飞行辅助信息显示，但是在实现本发明的过程中，发明人发现至少存在如下问题：

由于功能差异，其系统重点在于与导航系统、雷达系统与火控系统的协调搭配，不会/几乎不会存储巨量的地面场景、障碍物和跑道等信息，同时其功能上并不具有合成视景系统SVS的三维重构与图像合成能力，仅能作为技术手段参考项

因此，在技术和经济性可达的情况下，应为飞行员提供全视场的合成视景信息与飞行指引信息，以实现在低可见度环境下的目视参考飞行。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种基于AR设备的信息同步方法及系统，综合SVS系统和头戴式AR设备的各自优势，同时参考HGS中关于飞行指引的相关功能，将主飞行数据、导航数据、飞行指引数据、起飞降落辅助决策数据通过符合设计和画面布局形成指引画面与三维地形模拟、障碍物模拟、跑道模拟生成的仿真画面重合叠加，结合AR眼镜使得飞行员得以以任意观察角度获取全方位的机外场景信息与飞行指引信息；在低能见度情况下，以大幅度增强飞行员情景意识和态势感知能力。

根据本发明实施例的一个方面，本发明的实施例提供了一种基于AR设备的信息同步方法，应用于机载计算机系统，包括：