一种操作飞行器中合成视觉系统的方法技术方案

本发明专利技术名称为“一种操作飞行器中合成视觉系统的方法”。一种操作飞行器(10)的方法，该飞行器包括驾驶舱(12)，驾驶舱具有带至少一个飞行显示器(24)的飞行驾驶台(20)、面对飞行驾驶台(20)的飞行员座位(14)、以及合成视觉系统(30)，该合成视觉系统(30)产生用于在至少一个飞行显示器(24)上显示的合成图像。

【技术实现步骤摘要】
ー种操作飞行器中合成视觉系统的方法
技术介绍
当代的飞行器可包括合成视觉(vision)系统的使用，该合成视觉系统可向机组人员呈现某种显示，其示出了飞行器前面的世界的计算机生成的表示。这样的合成视觉系统提高了飞行人员相对于地理地形和障碍物来定向自身的能力，并给飞行人员提供对应于在清楚能见度条件下他们往驾驶舱的挡风玻璃外将实际看到的图像。在飞行器的外面的能见度差的时候，这样的系统可能是尤其有用的。当前的合成视觉系统限于提供向前观察的视图给机组人员。
技术实现思路
在一个实施例中，ー种操作具有驾驶舱的飞行器(驾驶舱具有飞行驾驶台，上述飞行驾驶台具有至少ー个飞行显示器；面对飞行驾驶台的飞行员的座位；以及合成视觉系统，该合成视觉系统产生用于在至少ー个飞行显示器上显示的合成图像)的方法，包括确定飞行器的位点和航向；根据确定的位点和航向从合成视觉系统检索合成视觉图像；在至 少ー个飞行显示器上显示合成视觉图像；从要求在显示的合成视觉图像的航向上有所变化的飞行员接收观测变化输入；响应于观测变化输入，跟踪坐在座位中的飞行员的、飞行员的头部的移动；基于跟踪的头部移动，确定更新的航向；根据更新的航向，从合成视觉系统检索更新的合成视觉图像，以及在至少ー个飞行显示器上显示更新的合成视觉图像。附图说明在附图中图I是根据本专利技术第一实施例的、具有合成视觉系统的飞行器驾驶舱的一部分透视图；图2是供图I的飞行器使用的合成视觉系统的示意图；图3A示出处于直前方位置的用户以及向前观察的合成视觉图像的显示的示意图；图3B-3D示出根据本专利技术实施例的用户与合成视觉系统交互从而显示更新的合成视觉图像的示例。具体实施例方式图I示出具有驾驶舱12的飞行器10的一部分，该驾驶舱12具有飞行员座位14，副驾驶员座位16，飞行器控制杆(control yoke) 18，以及具有许多飞行控件22和多个飞行显示器24的飞行驾驶台20。多个飞行显示器24可包括主要的和次要的飞行显示器，任何飞行显示器可用于向飞行员和飞行人员显示大范围的飞行器、飞行、导航以及在操作和控制飞行器中使用的其他信息。虽然已示出商业飞行器，但是可以设想，本专利技术可用于任何类型的飞行器，不受限地例如是固定翼、旋转翼、火箭、私人飞行器和军用飞行器。坐在面对飞行驾驶台20的飞行员座位14中的飞行员26可利用杆18以及其他的飞行控件22来操纵飞行器10。可设想，控制柄和其他的控制装置可代替杆18备选地安装在驾驶舱12中，而且这样的控制柄可用于操纵飞行器10。为了描述的目的，术语“杆”用于指所有类型的控制装置。飞行员26可通过挡风玻璃28和/或窗29在视觉上监测飞行器10的飞行路径。然而，如果飞行员26依赖通过挡风玻璃28和窗29的视域，则他或者她的可视范围可能是受限的。飞行员和飞行人员的其他成员可使用多个飞行显示器24以增加他们的可视范围和增强他们的决策能力。在示例性实施例中，飞行显示器24可配置成显示天气、地形、固定障碍物(例如，塔和建筑物)，可变的障碍物(例如，其他飞行器)、飞行特性(例如，高度或速度)，或者其任意的组合。合成视觉系统30可包含在飞行器10中，并可产生飞行器10周围世界的合成图像以用于在飞行显示器24的其中之ー上显示。合成视觉系统30是基于计算机的现实系统，其使用3D以给飞行员提供了解他们的飞行环境的清晰的和直观的方式。合成视觉系统30使用3D成像以通过向飞行员26提供飞行器外面世界的现实成像来提高飞行员的情景意识，该现实成像从来自多种数据库的信息和影像来创建。 传感器32和促动器34还可位于驾驶舱12中，并且可包含作为合成视觉系统30的一部分，以及将在本文中详细描述。在这点上充分解释的是，可定位传感器32以便坐在飞行员座位14中的飞行员26在传感器32在视域内，而且虽然示出促动器34设置在杆18上，但是促动器34可备选地设置在飞行员26可达到的距离内飞行驾驶台20上的其他地方。图2将了合成视觉系统30示意性地示出为包含飞行器状态模块36、图形处理器38、屏幕40、存储器42、数据库44、传感器32、促动器34，以及控制器46。飞行器状态模块36可提供关于飞行器10的状态数据。作为非限制的示例，这样的状态数据可包括地理位置、高度、航向、速度和加速度。状态模块36可包含全球定位系统(GPS)，该全球定位系统可提供关于飞行器10的地理位置的坐标数据。GPS部分还可提供关于飞行器10的高度以及飞行器10的航向和速度的数据给状态模块36。状态模块36还可包含从飞行器10的惯性參考系接收的数据，这可提供位置和航向输入以及速度和加速度输入。图形处理器38可以是能够响应从控制器46接收的指令和信息而在屏幕40上生成图像的任何合适的图形处理器。虽然图形处理器38被描述为是与控制器46物理上分离的实体，但是可设想，图形处理器38能够认为是控制器46的组件，其中，控制器46在没有利用分离的图形处理器的情况下能操纵显示在屏幕40上的图像。屏幕40可以是任何合适的显示屏，例如液晶显示(IXD)屏、等离子屏、或者图形图像可在上面显示的任何其他类型的屏幕。屏幕40已作为多个飞行显示器24的显示器的其中之一而示出。备选可设想的，屏幕40可以是分离的显示屏。存储器42可包含随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪速存储器，或ー个或者更多的不同类型的便携式电子存储器，例如盘、DVD、CD-R0M等等，或者这些类型的存储器的任何合适的组合。如所示，数据库44可包含在存储器42中，并可存储影像数据，上述影像数据可包含地理特定的地形、包含跑道和机场规划的人造对象、和包含飞行器交通信息的另外的影像。可设想，数据库44可结合许多数据库，或者数据库44可实际上是多个分离的数据库，包含地形数据库、人造障碍物数据库、地理政治数据库、水文数据库、以及其他的数据库。可设想，合成视觉系统30通过从多个数据库获得的信息和影像数据生成合成视觉图像，来检索和显示合成视觉图像。备选地，可设想的，数据库44可与存储器42相分离，但是可与存储器42和/或控制器46通信，以便它可由存储器42和/或控制器46访问。例如，可设想，数据库44可包含在便携式存储器装置上，且在这样的情况下，合成视觉系统30可包含用于接收便携式存储器装置的端ロ，且这样的端ロ将与控制器46电通信，以便控制器46可以能够读取便携式存储器装置的内容。还可设想的，数据库44可通过通信链路来更新，而且照这样，诸如关于空中交通影像的信息的实时信息可包含在数据库44中，以及可包含在通过合成视觉系统30显示的合成视觉图像中。传感器32可以是能够检测ー个或者更多的感测的对象(作为非限制性示例包括飞行员26的头部)的移动并输出关于跟踪移动的信号的任何合适的传感器。传感器32可能够相对于參考位点或者相对于对象的开始位置来检测飞行员的头部的移动。作为非限制性实施示例，传感器32可包含照相机，该照相机可安装在飞行驾驶台20上固定位点中、可具有包含飞行员座位14的视界(field of view)、并可输出指示飞行员的头部的移动的信号。示例性的照相机包括CCD照相机、CMOS照相机、数字式照相机、摄影机、红外线照相机、或者能够跟踪飞行员的头部的移动的任何其他类型的装置。应该意识到，照相机的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作飞行器的方法，所述飞行器包括驾驶舱，所述驾驶舱具有带至少一个飞行显示器的飞行驾驶台、面对所述飞行驾驶台的飞行员的座位、以及合成视觉系统，所述合成视觉系统产生用于在所述至少一个飞行显示器上显示的合成图像，所述方法包括：确定所述飞行器的位点和航向；根据所确定的位点和航向，从所述合成视觉系统检索合成视觉图像；在所述至少一个飞行显示器上显示所述合成视觉图像；从要求在显示的所述合成视觉图像的所述航向上有所变化的飞行员接收观测变化输入；响应于所述观测变化输入，跟踪坐在所述座位中的所述飞行员的、所述飞行员的头部的移动；基于所跟踪的头部移动确定更新的航向；根据所述更新的航向，从所述合成视觉系统检索更新的合成视觉图像；以及在所述至少一个飞行显示器上显示所述更新的合成视觉图像。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：T·D·P·伯恩斯，D·M·科尔柏，N·L·欧文斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：