[发明专利]一种基于AR显示技术的通航机场低空航图显示方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于AR显示技术的通航机场低空航图显示方法及系统，航空器临近机场或从机场起飞时，通航机场低空航图显示在头戴AR眼镜的视觉屏幕中，通航机场低空航图的显示包括有三维地理空间和与三维地理空间地理数据相关联的航图要素三维数据模型；所述航图要素三维数据模型包括：飞行程序数据模型、机场数据模型、障碍物数据模型、通导设备数据模型和特殊地物数据模型，所述飞行程序数据模型是航空器从低空三维地理空间上限至机场跑道的下降航道上或上升航道上显示的一条连续的航道和航迹线，围绕航道和航迹线是一个“回字形”封闭式透明腔体。本发明为飞行员提供直观的进离场三维航图要素和属性信息作为飞行指引。

技术领域

本发明属于通用航空技术领域，涉及一种基于AR显示技术的通航机场低空航图显示方法及系统。

背景技术

目前通用航空尚没有完整的专业航图，《全国通航机场资料汇编》里只有机场平面图，目视飞行航图里没有飞行程序等重要航图要素和航行信息，更没有低空航图的电子飞行包（EFB）和三维产品。

目前民航飞行员所使用的电子飞行包（EFB）或者称为“电子航图”和“飞行程序”实质上是“电子版的纸质航图”。它虽是一款专业的航图软件，但航图的绘制方式与纸质版完全相同，其中最重要的飞行程序（包括仪表飞行程序和目视飞行程序）都是二维的，分为：水平剖面图和垂直剖面图，部分航图因为图幅等原因，其中一部分飞行程序和航路导航点等航图要素是不按比例绘制的，且每张航图都以单独文档的方式存储，存在：调取航行资料需要手工逐个点开不连续、显示屏幕容易反光、需要飞行员用手滑动屏幕操作不便，不同的跑道起降方向和不同的导航方式分为不同的航图显示，分散了驾驶员在飞行操纵和监控时的精力，并且，内置的定位与导航模块信号容易中断。

发明内容

针对上述问题本发明的目的在于提供一种基于AR显示技术的通航机场低空航图显示方法及系统，将航空各种专业信息集中以立体坐标的形式随航空器的飞行轨迹呈现在AR显示屏幕中。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于AR显示技术的通航机场低空航图显示方法，航空器临近机场或从机场起飞时，通航机场低空航图显示在头戴AR眼镜的视觉屏幕中，通航机场低空航图的显示包括有三维地理空间和与三维地理空间地理数据相关联的航图要素三维数据模型；所述航图要素三维数据模型包括：飞行程序数据模型、机场数据模型、障碍物数据模型、通导设备数据模型和特殊地物数据模型，其中，所述飞行程序数据模型是在航空器从低空三维地理空间上限至机场跑道的下降航道上或上升航道上显示的一条连续的航道，航道是一个封闭式透明腔体，航空器下降时封闭式透明腔体末端连接到机场跑道入口上方的位置，封闭式透明腔体起始端靠近低空三维地理空间上限的位置、并与中高空航线相连，航空器上升时封闭式透明腔体起始端是机场跑道末端上方的位置，封闭式透明腔体末端靠近低空三维地理空间上限的位置、并与中高空航线相连。

方案进一步是：所述视觉屏幕是以AR眼镜为中心的周长360厘米的圆形透明球形屏幕，所述中心与航空器的实际经纬度位置和高度始终保持重合，球形屏幕跟随航空器在三维地里空间里运动，球形屏幕的0度方向始终是航空器的机头航行方向，球形屏幕的水平轨道面始终与三维地理空间里的地面保持水平，所述航空器的实际经纬度位置和高度是由卫星定位提供。

方案进一步是：所述三维地理空间是在地理信息系统GIS上二次开发的空间，空间的下限是标准海平面，空间的上限是机场标高之上3000米，航空器下降时所述封闭式透明腔体末端是机场跑道入口上方高15米的位置，航空器上升时所述封闭式透明腔体起始端是机场跑道末端上方高5米的位置。