[发明专利]一种直升机合成视景显示方法

说明书

本发明公开了一种新的合成视景显示方法，基于直升机地速和偏流角进行视角切换，当直升机在地面时，提供以航向为视角的合成视景图像，当起飞爬升超过设定速度值时，提供过渡视角的合成视景图像，速度继续增加超过最佳爬升速度时，提供以航迹为视角的合成视景图像；当偏流角过大时，合成视景切换为过渡视角、航向视角；当减速进近时，切换为航向视角；此时，如果直升机飞行路径角超过标准进近角，则水平位置指示器显示位置下降，姿态俯仰刻度显示更大范围。本方案根据直升机地速和偏流角，显示适当视角的合成视景图像，根据直升机飞行路径角，自动调整水平位置指示器的显示位置和俯仰刻度显示范围，使飞行环境与合成视景图像协调一致。

技术领域

本发明属于直升机座舱显示领域，具体涉及一种直升机合成视景显示方法。

背景技术

直升机具有垂直起降、机动飞行等能力，在应急救援、货物运输、边防巡逻等方面具有广泛用途。在直升机起降和飞行过程中，山区、丘陵等复杂的自然环境和雨雪雾霾、沙尘等复杂气象条件，对飞行安全都造成了严重威胁。尤其是，当直升机在野外起飞和降落时，旋翼吹起的大量沙尘会影响飞行员视野，再加上飞行员不熟悉周围地理环境和着陆场地，容易发生危险。

合成视景是一种根据直升机位置和高度，利用地形数据、障碍物数据、机场跑道数据生成的三维虚拟视景。在合成视景上可叠加显示电子飞行仪表、飞行指引符号和地形告警信息。合成视景具有显示范围广、距离远、分辨率高，不受天气状况影响等优点，可有效增强飞行员在复杂自然环境和低能见度条件下的情景意识，提高飞行安全。

现有直升机座舱内显示的合成视景图像都是以本机航向为中心。当直升机在飞行或侧风进近过程中因气流影响产生一定角度的偏流，即直升机航向与航迹不一致时，沿直升机航向方向的外部环境，与直升机实际飞行的航迹周围环境不一致。此时，飞行员更关注航线而不是航向，因为沿直升机航迹周围的起伏地形或障碍物会直接威胁飞行安全。然而，座舱内保持显示以航向为中心的合成视景图像，容易使飞行员难以观察直升机航迹周围的环境，产生飞行安全隐患。

现有飞行画面中的主要仪表有姿态指示器和水平位置指示器，水平位置指示器始终处于飞行画面下部。当在直升机在不良目视条件下执行陡峭的进近，飞行员需要通过合成视景的下部图像观察着陆场地和周围环境，而水平位置指示器则会遮挡这部分图像，影响飞行员获取信息，增加工作负担。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的合成视景显示方法，根据直升机状态显示适当视角的合成视景图像，自动调整仪表位置，实现飞行环境与合成视景图像协调一致，使飞行员能更准确地感知周围环境，提高飞行安全。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种直升机合成视景显示方法，包括以下步骤：

直升机在地面时，根据直升机位置、姿态和航向信息，基于三维地形数据库、机场跑道信息生成合成视景图像，直升机姿态指示器和水平位置指示器叠加显示在合成视景图像上；

直升机飞行过程中，根据直升机地速和偏流角决定合成视景显示的视角，并根据直升机位置、姿态和高度，以视角为中心，搜索机载的三维地形数据库、障碍物数据库，生成并输出合成视景图像；

显示所述合成视景图像，并提示当前视角，在水平位置指示器中，根据视角显示合成视景两侧视野边界线，以提示飞行员当前合成视景的视角和视野；

直升机下降进近时，合成视景图像显示跑道或直升机停机坪符号，当直升机飞行路径角大于精密仪表进近方式的标准进近角6°时，画面中的水平位置指示器逐渐下降同时姿态指示器最小俯仰刻度逐渐增加。

进一步地，所述基于三维地形数据库、机场跑道信息生成合成视景图像，包括：