[发明专利]一种夜间直升机驾驶舱眩光量化评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及直升机人机工效领域，具体涉及一种夜间直升机驾驶舱眩光量化评估方法。

背景技术

直升机驾驶舱是飞行员与直升机的首要接触场所，作为飞行员操纵飞行执行任务的工作环境，驾驶舱成为飞行员与飞行器之间进行信息传递与人机交互的唯一界面和手段。随着直升机的广泛运用，眩光对直升机飞行员的影响在直升机驾驶舱人机工效设计中得到重视。一方面现代直升机要在各种复杂的条件下飞行作战，另一方面其大量采用综合显示器来代替过去的常规仪表，舱内照明灯具越来越多样化和多功能化，故眩光问题表现的更为突出。在如此复杂的光学环境下飞行员容易感到疲劳，严重的将造成灾难性的事故。Van Nakagawara等人曾查询联邦运输安全委员会航空事故数据库自1988年至1998年10年的数据，发现有130个事故是由眩光引起的。可见，直升机驾驶舱眩光问题的分析与研究具有重要意义。

通常情况下，目前的检测方法主要是通过样机模拟，飞行员目视实测检验。这种方法只能通过飞行员的视觉感受来给驾驶舱的光学效果设计一个定性评价，无法对飞行员的视觉感受进行定量分析。因此，寻找一种量化评估直升机驾驶舱眩光方法来指导直升机驾驶舱眩光设计重要而有意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种夜间直升机驾驶舱眩光量化评估方法，主要包括以下步骤：

步骤一、构建直升机驾驶舱数学模型；

步骤二、将所述直升机驾驶舱数学模型导入光学软件中，并获取各眩光源亮度、各眩光源立体角、背景亮度以及古斯位置指数；

步骤三、根据公式计算统一眩光指数UGR，所述公式为：

其中，L_b为背景亮度，P_i为第i个眩光源的古斯位置指数，ω_i为第i个眩光源的立体角，L_i为第i个眩光源的亮度；

步骤四、根据统一眩光指数UGR对所述夜间直升机驾驶舱眩光进行评估，若统一眩光指数UGR不小于8且不大于12，则所述夜间直升机驾驶舱的眩光设计满足要求；反之，该型机驾驶舱眩光设计需要改善。

优选的是，所述步骤一中，在构建直升机驾驶舱数学模型中进一步包括：

数模简化，包括对所述直升机驾驶舱数学模型的外部不参与夜间光学仿真的结构进行简化；

材质建模，包括对所述直升机驾驶舱数学模型驾驶舱内的非光源件进行材料定义以及光学属性定义；

光源建模，包括采用仪表版光源模型进行定义与采用面光源模型进行定义；以及

人眼建模，以飞行员眼位点为探测器的焦点，以水平前视作为探测器的方向，同时定义驾驶员视界尺寸大小。

优选的是，所述步骤二中，古斯位置指数根据T/R与H/R的比值在古斯位置指数表中查询得到的，其中T、R、H是以人眼为坐标原点的发光源中心的三维坐标。

优选的是，在步骤四中，所述型机驾驶舱眩光设计需要改善包括：

若统一眩光指数UGR小于8，则提高各眩光源亮度值；

若统一眩光指数UGR大于12，则降低各眩光源亮度值。

优选的是，在步骤四中，调整各眩光源亮度值使所述统一眩光指数UGR的值为10。

本发明的关键点：

本套夜间直升机驾驶舱眩光量化评估方法为确保结果的准确性对各参数设置要求严格，材质建模过程中驾驶舱各零部件建模定义要准确到材质的反射率、透射率等；在光源模型建模时要严格按照各发光部件的照明文件规范来设置其参数；另外在计算结束后各统一眩光指数公式参数提取时要多次操作以减免人为误差。

本发明的优点是：

利用该方法来评估直升机驾驶舱眩光设计的优劣，进而能够在驾驶舱设计初期指导直升机驾驶舱人机工效方面的设计，促进直升机驾驶舱人机工效学的发展。

附图说明

图1为按照本发明夜间直升机驾驶舱眩光量化评估方法的一优选实施例的流程图。

图2为本发明图1所示实施例眩光源古斯位置指数各参数坐标位置示意图。

图3为本发明图1所示实施例的眩光源古斯位置指数查询表示意图。

具体实施方式