[发明专利]可视化系统中图形化表示外部景观的合成三维视图的方法

说明书

本发明公开了一种在用于飞行器的机载可视化系统中图形化表示外部景观的合成三维视图的方法。本发明的总体领域涉及在用于飞行器(A)的机载可视化系统中图形化表示外部景观的合成三维视图，所述图形化表示显示在可视化屏幕上，所述可视化屏幕包括叠加在外部景观的所述三维合成表示上的所述飞行器的领航和导航信息，所述合成表示被计算为第一确定距离(RSVS)，其特征在于，所述三维合成表示在大体上水平的平面上，相对于位于地形水平处的轴线(X)倾斜一倾斜角度(θ)，并且大体上垂直于飞行器的飞行方向与航向之间的轴线，所述轴线随着飞行器移动。

技术领域

本发明的领域涉及航空应用的人机接口，并且更具体地，涉及包括用于显示外部景观的合成三维图像的装置的合成可视化系统。

背景技术

现代的飞行器通常具有合成视觉系统(SVS)。该系统能够将外部景观的合成图像呈现给机组人员，所述合成图像通常包括关于领航或者导航的信息。

SVS系统包括：表示飞越过的地形的地图数据库、地理定位系统、电子计算装置、以及嵌入飞行器的驾驶舱中的一个或多个可视化设备。地理定位系统为GPS(全球定位系统)类型。地理定位系统可以与飞行器的惯性系统联接。总的地理定位系统至少传送以下参数：飞行器在纬度、经度和海拔方面的位置、以及飞行器在俯仰(pitch)、滚转(roll)和航向(heading)方面的方向。

通常，图像显示在查看屏幕上，所述查看屏幕位于飞行器的仪表板的前部。图像为尽可能真实地显示的外部的三维视图。显示的视点是沿着飞行器的轴线的。该合成图像被计算成距离飞行器的某一距离，以限制用于显示所需的计算。该距离被称作为SVS范围。其数量级大约为40海里。具体地，超过某一距离，景观的图像的尺寸就非常小。此外，其具有不超过飞行器的飞行员最小的感兴趣的尺寸。

该合成图像通常包括领航和导航辅助符号体系。其通常包括：人造水平仪(其给出飞行器的海拔)和指示符(其给出飞行器的海拔和速度)。该符号体系也显示表示零纵向海拔指示符的线，也称作为ZPRL(零俯仰参考线)。尽管不准确，ZPRL通常也称作为“水平线”。

如图1所示，图1表示了飞行器A飞过地形T的垂直截面图，ZPRL与真实水平线LH形成第一角度α。该线与地图表示RC形成第二角度β，地图表示RC需要大于第一角度。这些角度通常具有一些度数。

图2示出在飞行器可视化设备上显示飞越的地形的地图表示(包括领航符号体系)。该符号体系包括ZPRL。在该附图中，ZPRL与地图表示的端部之间的差异是显著的。由于SVS与ZPRL之间的显著的角度偏差不对应于通常视觉数量级，所以已经证明了该显著的角度偏差令飞行员非常困惑。这会首先发生在高海拔处，该偏差会随着飞行器的海拔而增加。

此外，某些航空标准，例如，名称为“增强视觉系统、合成视觉系统、组合视觉系统和增强飞行视觉系统设备的适航性批准(Airworthiness Approval of Enhanced VisionSystem,Synthetic Vision System,Combined Vision System,and Enhanced FlightVision System Equipment)”的AC 20-167标准授权由SVS提供的信息而与ZPRL相关。例如，如果足够靠近而出现危险，则在指定时刻位于运载工具的海拔之上的地形必须始终出现在ZPRL之上。

发明内容

解决这些各种问题的一个方法是在较长的距离之上显示地图表示。这个方案的缺点是在电子平台(中央处理器和图形计算装置二者)的性能方面有大量额外需求，以使图像以期望的频率和图像质量进行显示。