一种飞机驾驶舱自适应泛光照明的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种飞机驾驶舱自适应泛光照明的方法及系统，涉及驾驶舱照明技术领域。通过采集驾驶舱内环境光的CIE 1931绝对三刺激值；计算泛光照明光源待补偿的CIE 1931绝对三刺激值；计算泛光照明光源的控制信号值，将计算得到的控制信号值驱动泛光照明光源点亮，实现了飞机驾驶舱的自适应泛光照明。克服了当前飞机驾驶舱泛光照明需要手动调光的不足，减轻了飞行员的操纵负担，对降低飞行员操纵失误的几率和提升飞行安全具有重要的作用。可以为驾驶舱泛光照明系统的研发生产及现役飞机驾驶舱照明系统的升级改造提供技术支撑。驶舱照明系统的升级改造提供技术支撑。驶舱照明系统的升级改造提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机驾驶舱自适应泛光照明的方法及系统


[0001]本专利技术涉及驾驶舱照明
，尤其涉及一种飞机驾驶舱自适应泛光照明的方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]飞行员对飞机所做出的操纵主要依赖于视觉信息的获取及处理，而驾驶舱内光环境会直接影响视觉信息的准确获取。驾驶舱内光环境是由舱外光、舱内照明及舱内各种发光设备共同作用下形成的一种复杂视觉环境。作为驾驶舱照明的重要组成部分，泛光照明主要为仪表板、左右操纵台和中央操纵台提供充足的照明，以便飞行员能够快速准确判读仪表并做出最佳的操纵。
[0004]环境光瞬息万变，会直接干扰飞行员对仪表和相关指示装置的判读，进而影响飞行决策，威胁飞行安全。因此，驾驶舱泛光照明应能够自动随着环境光的变化而变化，以确保飞行员始终具有最佳的视觉工效。然而，专利技术人发现，当前的驾驶舱泛光照明需要飞行员手动调光，以获得最佳的照明条件。手动调光不仅分散了飞行员的注意力，而且增加了飞行员的驾驶负担。更重要的是，增加了飞行员操纵出错的几率，对飞行安全造成严重威胁。因此，如何实现飞机驾驶舱的泛光照明随环境光变化实现自动调节成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种飞机驾驶舱自适应泛光照明的方法及系统，能够克服当前飞机驾驶舱泛光照明需要手动调光的不足，达到减小飞行员操纵出错几率和提升飞行安全的目的。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0007]本专利技术第一方面提供了一种飞机驾驶舱自适应泛光照明的方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0008]采集驾驶舱内环境光的CIE 1931绝对三刺激值，计算泛光照明光源当前的CIE 1931绝对三刺激值，并计算扣除泛光照明后驾驶舱内环境光的CIE 1931绝对三刺激值；所述泛光照明光源由红、绿、蓝、白四色LED芯片构成；
[0009]根据扣除泛光照明后驾驶舱内环境光的CIE 1931绝对三刺激值，计算泛光照明光源待补偿的CIE 1931绝对三刺激值；
[0010]基于泛光照明光源待补偿的CIE 1931绝对三刺激值构建两步优化模型，采用非负最小二乘算法和多项式拟合计算泛光照明光源的控制信号值；
[0011]将计算得到的控制信号值驱动泛光照明光源点亮，实现飞机驾驶舱的自适应泛光照明。
[0012]进一步的，计算扣除泛光照明后驾驶舱内环境光的CIE 1931绝对三刺激值，具体
包括以下步骤：
[0013]通过布置在驾驶舱仪表板、左操纵台、右操纵台以及中央操纵台处的颜色传感器实时采集包含泛光照明环境光的CIE 1931绝对三刺激值，并记作为(X0，Y0，Z0)；
[0014]根据驾驶舱泛光照明光源中红、绿、蓝、白四色LED芯片的当前控制信号值，计算泛光照明光源当前的CIE 1931绝对三刺激值，记作为(X
n
，Y
n
，Z
n
)；
[0015]利用(X0，Y0，Z0)和(X
n
，Y
n
，Z
n
)计算扣除泛光照明后驾驶舱内环境光的CIE 1931绝对三刺激值，记作为(X
input
，Y
input
，Z
input
)。
[0016]更进一步的，根据驾驶舱泛光照明光源中红、绿、蓝、白四色LED芯片的当前控制信号值，计算泛光照明光源当前的CIE 1931绝对三刺激值，具体包括以下步骤：
[0017]建立包含红、绿、蓝、白四色LED芯片控制信号值及对应CIE 1931绝对三刺激值的定标样本集，记定标样本集中第i个控制信号值为d
i
，对应的红、绿、蓝、白四色LED芯片的CIE 1931绝对三刺激值分别为(X
R,i
，Y
R,i
，Z
R,i
)、(X
G,i
，Y
G,i
，Z
G,i
)、(X
B,i
，Y
B,i
，Z
B,i
)、(X
W,i
，Y
W,i
，Z
W,i
)；
[0018]利用定标样本集，通过多项式拟合分别建立红、绿、蓝、白四色LED芯片的控制信号值到X、Y、Z、Y的映射函数，分别记作为f
R
(d)、f
G
(d)、f
B
(d)、f
W
(d)，d为红、绿、蓝、白四色LED芯片的任一有效控制信号值；
[0019]记驾驶舱泛光照明光源中红、绿、蓝、白四色LED芯片的当前控制信号值分别为d
R,n
、d
G,n
、d
B,n
、d
W,n
，分别代入到映射函数f
R
(d)、f
G
(d)、f
B
(d)、f
W
(d)计算红、绿、蓝、白四色LED芯片的X、Y、Z、Y值，将计算得到的值分别记作为X
R,n
、Y
G,n
、Z
B,n
、Y
W,n
；
[0020]从定标样本集中分别查找与d
R,n
、d
G,n
、d
B,n
、d
W,n
最接近的控制信号值，并利用定标样本集中与最接近的控制信号值对应的CIE 1931绝对三刺激值建立转换矩阵，将X
R,n
、Y
G,n
、Z
B,n
、Y
W,n
代入转换矩阵计算泛光照明光源当前的CIE 1931绝对三刺激值(X
n
，Y
n
，Z
n
)。
[0021]更进一步的，计算泛光照明光源待补偿的CIE 1931绝对三刺激值，具体包括以下步骤：
[0022]利用Y
input
值通过调光曲线映射计算泛光照明光源待补偿的CIE 1931绝对三刺激值中的Y值，记作为Y
output
；
[0023]根据Y
output
值计算泛光照明光源待补偿的CIE 1931绝对三刺激值中的X值和Z值，分别记作为X
output
、Z
output
。
[0024]更进一步的，计算泛光照明光源的控制信号值具体包括：
[0025]将X
output
、Y
output
、Z
output
表示成矩阵形式，记作为T，即T＝[X
output
，Y
output
，Z...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞机驾驶舱自适应泛光照明的方法，其特征在于，包括以下步骤：采集驾驶舱内环境光的CIE 1931绝对三刺激值，计算泛光照明光源当前的CIE 1931绝对三刺激值，并计算扣除泛光照明后驾驶舱内环境光的CIE 1931绝对三刺激值；所述泛光照明光源由红、绿、蓝、白四色LED芯片构成；根据扣除泛光照明后驾驶舱内环境光的CIE 1931绝对三刺激值，计算泛光照明光源待补偿的CIE 1931绝对三刺激值；基于泛光照明光源待补偿的CIE 1931绝对三刺激值构建两步优化模型，采用非负最小二乘算法和多项式拟合计算泛光照明光源的控制信号值；将计算得到的控制信号值驱动泛光照明光源点亮，实现飞机驾驶舱的自适应泛光照明。2.如权利要求1所述的飞机驾驶舱自适应泛光照明的方法，其特征在于，计算扣除泛光照明后驾驶舱环境光的CIE 1931绝对三刺激值，具体包括以下步骤：通过布置在驾驶舱仪表板、左操纵台、右操纵台以及中央操纵台处的颜色传感器实时采集包含泛光照明环境光的CIE 1931绝对三刺激值，并记作为(X0，Y0，Z0)；根据驾驶舱泛光照明光源中红、绿、蓝、白四色LED芯片的当前控制信号值，计算泛光照明光源当前的CIE 1931绝对三刺激值，记作为(X
n
，Y
n
，Z
n
)；利用(X0，Y0，Z0)和(X
n
，Y
n
，Z
n
)计算扣除泛光照明后驾驶舱内环境光的CIE 1931绝对三刺激值，记作为(X
input
，Y
input
，Z
input
)。3.如权利要求2所述的飞机驾驶舱自适应泛光照明的方法，其特征在于，根据驾驶舱泛光照明光源中红、绿、蓝、白四色LED芯片的当前控制信号值，计算泛光照明光源当前的CIE 1931绝对三刺激值，具体包括以下步骤：建立包含红、绿、蓝、白四色LED芯片控制信号值及对应CIE 1931绝对三刺激值的定标样本集，记定标样本集中第i个控制信号值为d
i
，对应的红、绿、蓝、白四色LED芯片的CIE 1931绝对三刺激值分别为(X
R,i
，Y
R,i
，Z
R,i
)、(X
G,i
，Y
G,i
，Z
G,i
)、(X
B,i
，Y
B,i
，Z
B,i
)、(X
W,i
，Y
W,i
，Z
W,i
)；利用定标样本集，通过多项式拟合分别建立红、绿、蓝、白四色LED芯片的控制信号值到X、Y、Z、Y的映射函数，分别记作为f
R
(d)、f
G
(d)、f
B
(d)、f
W
(d)，d为红、绿、蓝、白四色LED芯片的任一有效控制信号值；记驾驶舱泛光照明光源中红、绿、蓝、白四色LED芯片的当前控制信号值分别为d
R,n
、d
G,n
、d
B,n
、d
W,n
，分别代入到映射函数f
R
(d)、f
G
(d)、f
B
(d)、f
W
(d)中计算红、绿、蓝、白四色LED芯片的X、Y、Z、Y值，将计算得到的值分别记作为X
R,n
、Y
G,n
、Z
B,n
、Y
W,n
；从定标样本集中分别查找与d
R,n
、d
G,n
、d
B,n
、d
W,n
最接近的控制信号值，并利用定标样本集中与最接近的控制信号值对应的CIE 1931绝对三刺激值建立转换矩阵，将X
R,n
、Y
G,n
、Z
B,n
、Y
W,n
代入转换矩阵计算泛光照明光源当前的CIE 1931绝对三刺激值(X
n
，Y
n
，Z
n
)。4.如权利要求1所述的飞机驾驶舱自适应泛光照明的方法，其特征在于，计算泛光照明光源待补偿的CIE 1931绝对三刺激值，具体包括以下步骤：利用Y
input
值通过调光曲线映射计算泛光照明光源待补偿的CIE 1931绝对三刺激值中的Y值，记作为Y
output
；根据Y
output
值计算泛光照明光源待补偿的CIE 1931绝对三刺激值中的X值和Z值，分别
记作为X
output
、Z
output
。5.如权利要求1所述的飞机驾驶舱自适应泛光照明的方法，其特征在于，计算泛光照明光源的控制信号值具体包括：将X
output
、Y
output
、Z
output
表示成矩阵形式，记作为T，即T＝[X
output
，Y
output
，Z
output
]，计算泛光照明光源中红、绿、蓝、白四色LED芯片待补偿的归一化亮度系数，分别记作为L
R,u
、L
G,u<...

【专利技术属性】
技术研发人员：章夫正，菅宪钰，孙士琪，吕淑元，
申请(专利权)人：滨州学院，
类型：发明
国别省市：