一种视景系统空间感知度增强的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种视景系统空间感知度增强的方法，包含增强地形空间感知度的方法，由以下内容中任一一个以上组成：a)对于合成视景的地形显示，根据地形起伏给地形设置一定阴影效果；b)沿着地形表面绘制网格线，每两条相邻的网格线在地面上的投影相互平行，且具有固定的距离间隔，另一个方向上的网格线的投影与之垂直，且相邻同一方向上，具有相同的距离间隔；c)在地形表面上投影距离环，该距离环是以飞机在地球表面的投影点为中心的、平行于当地平面的、一定距离为半径的圆环。本发明专利技术能提升合成视景系统给飞行员带来的三维空间距离感，提升合成视景系统人机功效，降低飞行员工作负担。

A method to enhance the spatial perception of visual system

【技术实现步骤摘要】
一种视景系统空间感知度增强的方法
本专利技术涉及一种视景系统空间感知度增强的方法，尤其是对于合成视景系统或包含合成视景系统的综合视景系统，增强飞行员对三维空间感知度的方法。
技术介绍
随着机载航电设备的日益复杂，飞行员在飞行期间的工作负担越来越重，需要在短时间内对飞机的控制做出正确的决策，尤其是在能见度较低或外部地形较为复杂、飞行员不熟悉地形(如山峰、障碍物、水体)的情况下，飞行员能否快速正确的决策对飞行安全起着至关重要的作用。一旦飞行员失去对地形和飞行状态的感知，未能及时采取正确的措施，很可能导致可控飞行撞地(Controlledflightintoterrain,CFIT)事故发生。可控飞行撞地是指飞机在可以正常控制的状态下撞到山峰、障碍物等，导致飞机发生事故。据国外统计资料，客机死亡人数约80％由CFIT造成。合成视景系统(SyntheticVisionSystem,SVS)是一种新型的机载系统，该系统接收飞机实时位置和姿态数据，根据储存的地形、障碍物、大型水体、机场、跑道数据库信息，通过机载计算机生成三维视景画面，画面以飞行员的第一视角或第三人称视角显示飞机周围的三维场景，显示的主要内容包括三维地形、障碍物、大型水体、机场标牌、跑道、空中交通信息传感器获取的周围一定范围内的飞机信息等，画面通常显示在主飞行显示器、抬头显示器或者次飞行显示器上。合成视景能帮助飞行员迅速进行机外环境识别，在低能见度下为飞行员提供如同晴朗白昼的情景意识和态势感知能力，提高航空飞行安全，降低飞行员负担。此外，综合视景系统(CombinedVisionSystem,CVS)中也融合了合成视景系统画面的相关内容。为了给飞行员提供更好的情景感知能力，合成视景系统画面应能给飞行员提供对空间位置和距离的更直观感受，以便飞行员能够根据合成视景图像迅速判断飞行状态并做出决策。
技术实现思路
针对在合成视景系统中简单绘制在三维空间中绘制地形、障碍物等对象时，所提供的空间感知不足，无法给飞行员带来直观的空间感知，影响系统人机功效等缺陷，本专利技术的专利技术目的在于提供一种视景系统空间感知度增强的方法，能够提高合成视景系统中各个显示要素三维空间感知度，提升合成视景系统人机功效，降低飞行员工作负担。本专利技术的专利技术目的通过以下技术方案实现：一种视景系统空间感知度增强的方法，包含增强地形空间感知度的方法，由以下内容中任一一个以上组成：a)对于合成视景的地形显示，根据地形起伏给地形设置一定阴影效果；b)沿着地形表面绘制网格线，每两条相邻的网格线在地面上的投影相互平行，且具有固定的距离间隔，另一个方向上的网格线的投影与之垂直，且相邻同一方向上，具有相同的距离间隔；c)在地形表面上投影距离环，该距离环是以飞机在地球表面的投影点为中心的、平行于当地平面的、一定距离为半径的圆环。优选地，网格线与距离环均随着地表起伏。进一步，还包含增强跑道空间感知度的方法，由以下内容中任一一个以上组成：a)以跑道为中心向外延伸中心线延长线，该中心线延长线按照三维空间的投影方式，具有近大远小的效果；b)在中心线延长线上，标注距离跑道的距离。进一步，还包含增强需要表征三维尺寸对象的空间感知度的方法：将需要表征三维尺寸的对象显示成一个高度与其相同的立方体，同时，在需要表征三维尺寸的对象的对应面施以与地形一致的光源方向。进一步，还包含增强不需要表征三维尺寸对象的空间感知度的方法，由以下内容中任一一个以上组成：a)设定不需要表征三维尺寸的对象的最远距离和最近距离时显示尺寸，在最远距离和最近距离之间采用线性或非线性的大小变化；b)当不需要表征三维尺寸的对象位于飞机一定距离范围内，改变不需要表征三维尺寸的对象的颜色。进一步，还包含整体增加三维空间感知度的方法：设定第一距离阈值和第二距离阈值，当显示对象离本机的距离在第一距离阈值上时，开始出现雾化效果，使对象开始出现能见度下降效果；当显示对象离本机的距离在第二距离阈值以外时，显示对象被雾化效果包围，完全看不见显示对象；当显示对象离本机的距离在第一距离阈值和第二距离阈值之间时，雾化效果随距离逐渐增加。本专利技术的有益效果在于：本专利技术能够提高合成视景系统中各个显示要素三维空间感知度，并保持各个要素之间在三维空间感知度的统一性，以此提升合成视景系统在给飞行员带来的三维空间距离感，提升合成视景系统人机功效，降低飞行员工作负担。附图说明图1是视景系统空间感知度增强的方法的流程示意图；图2是增强地形空间感知度的方法的实施效果示意图；图3是增强跑道空间感知度的方法的实施效果示意图；图4是增强需要表征三维尺寸对象的空间感知度的方法的实施效果示意图；图5是增强不需要表征三维尺寸对象的空间感知度的方法的实施效果示意图；图6是整体增加三维空间感知度的方法的实施效果示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。增强三维空间感知是综合性的效果，如图1，本实施例所示的视景系统空间感知度增强的方法主要对于多个部分的实施相应的处理，达到距离感增强的效果。以下即对相应的部分进行说明：1、增强地形空间感知度三维地形是合成视景系统中绘制的最基本内容。三维地形通常是将地形数据库中各地形点的位置坐标进行组织，并在三维空间中显示，在视景中能够观察到地形的起伏变化。增强地形空间感知度的方法可以由以下内容中任一一个以上组成：a)对于合成视景的地形显示，为了增加其给飞行员带来的空间感知度，飞行员能够感知周围山体的起伏，根据地形起伏给地形设置一定阴影效果。b)沿着地形表面绘制网格线，每两条相邻的网格线在地面上的投影相互平行，且具有固定的距离间隔(如1海里)，另一个方向上的网格线的投影与之垂直，且相邻同一方向上，具有相同的距离间隔。同时，网格线随着地表起伏。c)在地形表面上投影距离环，该距离环是以飞机在地球表面的投影点为中心的、平行于当地平面的、一定距离为半径的圆环。距离环位置始终跟随飞机位置移动，且距离环始终贴合地形表面，这样距离环一方面能表明一定距离外的地形的位置，另一方面，距离环也能表征环所对应位置处的地形起伏。如图2，图中201、202为地表面阴影，阴影颜色根据周围高程点的高度并设定光线入射角等信息计算。图中的三条距离环(203、204、205)分别设置为投影距离据飞机投影点5海里、10海里以及20海里，该距离环随地形表面的起伏，在飞机运动时能感知距离环处的地形起伏。图中网格线(206、207)为紧贴地形表面的横竖交叉线，其投影距离间隔约为0.8海里。2、增强跑道空间感知度跑道是合成视景的重要显示内容，提供飞行员着陆跑道的位置和朝向，在空间中显示为一段叠加有跑道纹理的长方形。增强跑道空间感知度的方法可以由以下内容中任一一个以上组成：a)中心线延长线：以跑道中心向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视景系统空间感知度增强的方法，包含增强地形空间感知度的方法，其特征在于增强地形空间感知度的方法由以下内容中任一一个以上组成：/na)对于合成视景的地形显示，根据地形起伏给地形设置一定阴影效果；/nb)沿着地形表面绘制网格线，每两条相邻的网格线在地面上的投影相互平行，且具有固定的距离间隔，另一个方向上的网格线的投影与之垂直，且相邻同一方向上，具有相同的距离间隔；/nc)在地形表面上投影距离环，该距离环是以飞机在地球表面的投影点为中心的、平行于当地平面的、一定距离为半径的圆环。/n

【技术特征摘要】
1.一种视景系统空间感知度增强的方法，包含增强地形空间感知度的方法，其特征在于增强地形空间感知度的方法由以下内容中任一一个以上组成：
a)对于合成视景的地形显示，根据地形起伏给地形设置一定阴影效果；
b)沿着地形表面绘制网格线，每两条相邻的网格线在地面上的投影相互平行，且具有固定的距离间隔，另一个方向上的网格线的投影与之垂直，且相邻同一方向上，具有相同的距离间隔；
c)在地形表面上投影距离环，该距离环是以飞机在地球表面的投影点为中心的、平行于当地平面的、一定距离为半径的圆环。


2.根据权利要求1所述一种视景系统空间感知度增强的方法，其特征在于所述网格线与距离环均随着地表起伏。


3.根据权利要求1所述一种视景系统空间感知度增强的方法，其特征在于还包含增强跑道空间感知度的方法，由以下内容中任一一个以上组成：
a)以跑道为中心向外延伸中心线延长线，该中心线延长线按照三维空间的投影方式，具有近大远小的效果；
b)在中心线延长线上，标注距离跑道的距离。


4.根据权利要求1所述一种视景系统空间感知度增强...

【专利技术属性】
技术研发人员：张钰鹏，王波，求杰超，王坤，
申请(专利权)人：中国航空无线电电子研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31