一種操作飛行器中合成視覺系統的方法技術方案

本發明專利技術名稱為“一種操作飛行器中合成視覺系統的方法”。一種操作飛行器(10)的方法，該飛行器包括駕駛艙(12)，駕駛艙具有帶至少一個飛行顯示器(24)的飛行駕駛臺(20)、面對飛行駕駛臺(20)的飛行員座位(14)、以及合成視覺系統(30)，該合成視覺系統(30)產生用于在至少一個飛行顯示器(24)上顯示的合成圖像。

【技術實現步驟摘要】
ー種操作飛行器中合成視覺系統的方法
技術介紹
當代的飛行器可包括合成視覺(vision)系統的使用，該合成視覺系統可向機組人員呈現某種顯示，其示出了飛行器前面的世界的計算機生成的表示。這樣的合成視覺系統提高了飛行人員相對于地理地形和障礙物來定向自身的能力，并給飛行人員提供對應于在清楚能見度條件下他們往駕駛艙的擋風玻璃外將實際看到的圖像。在飛行器的外面的能見度差的時候，這樣的系統可能是尤其有用的。當前的合成視覺系統限于提供向前觀察的視圖給機組人員。
技術實現思路
在一個實施例中，ー種操作具有駕駛艙的飛行器(駕駛艙具有飛行駕駛臺，上述飛行駕駛臺具有至少ー個飛行顯示器；面對飛行駕駛臺的飛行員的座位；以及合成視覺系統，該合成視覺系統產生用于在至少ー個飛行顯示器上顯示的合成圖像)的方法，包括確定飛行器的位點和航向；根據確定的位點和航向從合成視覺系統檢索合成視覺圖像；在至 少ー個飛行顯示器上顯示合成視覺圖像；從要求在顯示的合成視覺圖像的航向上有所變化的飛行員接收觀測變化輸入；響應于觀測變化輸入，跟蹤坐在座位中的飛行員的、飛行員的頭部的移動；基于跟蹤的頭部移動，確定更新的航向；根據更新的航向，從合成視覺系統檢索更新的合成視覺圖像，以及在至少ー個飛行顯示器上顯示更新的合成視覺圖像。附圖說明在附圖中圖I是根據本專利技術第一實施例的、具有合成視覺系統的飛行器駕駛艙的一部分透視圖；圖2是供圖I的飛行器使用的合成視覺系統的示意圖；圖3A示出處于直前方位置的用戶以及向前觀察的合成視覺圖像的顯示的示意圖；圖3B-3D示出根據本專利技術實施例的用戶與合成視覺系統交互從而顯示更新的合成視覺圖像的示例。具體實施例方式圖I示出具有駕駛艙12的飛行器10的一部分，該駕駛艙12具有飛行員座位14，副駕駛員座位16，飛行器控制桿(control yoke) 18，以及具有許多飛行控件22和多個飛行顯示器24的飛行駕駛臺20。多個飛行顯示器24可包括主要的和次要的飛行顯示器，任何飛行顯示器可用于向飛行員和飛行人員顯示大范圍的飛行器、飛行、導航以及在操作和控制飛行器中使用的其他信息。雖然已示出商業飛行器，但是可以設想，本專利技術可用于任何類型的飛行器，不受限地例如是固定翼、旋轉翼、火箭、私人飛行器和軍用飛行器。坐在面對飛行駕駛臺20的飛行員座位14中的飛行員26可利用桿18以及其他的飛行控件22來操縱飛行器10?？稍O想，控制柄和其他的控制裝置可代替桿18備選地安裝在駕駛艙12中，而且這樣的控制柄可用于操縱飛行器10。為了描述的目的，術語“桿”用于指所有類型的控制裝置。飛行員26可通過擋風玻璃28和/或窗29在視覺上監測飛行器10的飛行路徑。然而，如果飛行員26依賴通過擋風玻璃28和窗29的視域，則他或者她的可視范圍可能是受限的。飛行員和飛行人員的其他成員可使用多個飛行顯示器24以增加他們的可視范圍和增強他們的決策能力。在示例性實施例中，飛行顯示器24可配置成顯示天氣、地形、固定障礙物(例如，塔和建筑物)，可變的障礙物(例如，其他飛行器)、飛行特性(例如，高度或速度)，或者其任意的組合。合成視覺系統30可包含在飛行器10中，并可產生飛行器10周圍世界的合成圖像以用于在飛行顯示器24的其中之ー上顯示。合成視覺系統30是基于計算機的現實系統，其使用3D以給飛行員提供了解他們的飛行環境的清晰的和直觀的方式。合成視覺系統30使用3D成像以通過向飛行員26提供飛行器外面世界的現實成像來提高飛行員的情景意識，該現實成像從來自多種數據庫的信息和影像來創建。 傳感器32和促動器34還可位于駕駛艙12中，并且可包含作為合成視覺系統30的一部分，以及將在本文中詳細描述。在這點上充分解釋的是，可定位傳感器32以便坐在飛行員座位14中的飛行員26在傳感器32在視域內，而且雖然示出促動器34設置在桿18上，但是促動器34可備選地設置在飛行員26可達到的距離內飛行駕駛臺20上的其他地方。圖2將了合成視覺系統30示意性地示出為包含飛行器狀態模塊36、圖形處理器38、屏幕40、存儲器42、數據庫44、傳感器32、促動器34，以及控制器46。飛行器狀態模塊36可提供關于飛行器10的狀態數據。作為非限制的示例，這樣的狀態數據可包括地理位置、高度、航向、速度和加速度。狀態模塊36可包含全球定位系統(GPS)，該全球定位系統可提供關于飛行器10的地理位置的坐標數據。GPS部分還可提供關于飛行器10的高度以及飛行器10的航向和速度的數據給狀態模塊36。狀態模塊36還可包含從飛行器10的慣性參考系接收的數據，這可提供位置和航向輸入以及速度和加速度輸入。圖形處理器38可以是能夠響應從控制器46接收的指令和信息而在屏幕40上生成圖像的任何合適的圖形處理器。雖然圖形處理器38被描述為是與控制器46物理上分離的實體，但是可設想，圖形處理器38能夠認為是控制器46的組件，其中，控制器46在沒有利用分離的圖形處理器的情況下能操縱顯示在屏幕40上的圖像。屏幕40可以是任何合適的顯示屏，例如液晶顯示(IXD)屏、等離子屏、或者圖形圖像可在上面顯示的任何其他類型的屏幕。屏幕40已作為多個飛行顯示器24的顯示器的其中之一而示出。備選可設想的，屏幕40可以是分離的顯示屏。存儲器42可包含隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、閃速存儲器，或ー個或者更多的不同類型的便攜式電子存儲器，例如盤、DVD、CD-R0M等等，或者這些類型的存儲器的任何合適的組合。如所示，數據庫44可包含在存儲器42中，并可存儲影像數據，上述影像數據可包含地理特定的地形、包含跑道和機場規劃的人造對象、和包含飛行器交通信息的另外的影像?？稍O想，數據庫44可結合許多數據庫，或者數據庫44可實際上是多個分離的數據庫，包含地形數據庫、人造障礙物數據庫、地理政治數據庫、水文數據庫、以及其他的數據庫?？稍O想，合成視覺系統30通過從多個數據庫獲得的信息和影像數據生成合成視覺圖像，來檢索和顯示合成視覺圖像。備選地，可設想的，數據庫44可與存儲器42相分離，但是可與存儲器42和/或控制器46通信，以便它可由存儲器42和/或控制器46訪問。例如，可設想，數據庫44可包含在便攜式存儲器裝置上，且在這樣的情況下，合成視覺系統30可包含用于接收便攜式存儲器裝置的端ロ，且這樣的端ロ將與控制器46電通信，以便控制器46可以能夠讀取便攜式存儲器裝置的內容。還可設想的，數據庫44可通過通信鏈路來更新，而且照這樣，諸如關于空中交通影像的信息的實時信息可包含在數據庫44中，以及可包含在通過合成視覺系統30顯示的合成視覺圖像中。傳感器32可以是能夠檢測ー個或者更多的感測的對象(作為非限制性示例包括飛行員26的頭部)的移動并輸出關于跟蹤移動的信號的任何合適的傳感器。傳感器32可能夠相對于參考位點或者相對于對象的開始位置來檢測飛行員的頭部的移動。作為非限制性實施示例，傳感器32可包含照相機，該照相機可安裝在飛行駕駛臺20上固定位點中、可具有包含飛行員座位14的視界(field of view)、并可輸出指示飛行員的頭部的移動的信號。示例性的照相機包括CCD照相機、CMOS照相機、數字式照相機、攝影機、紅外線照相機、或者能夠跟蹤飛行員的頭部的移動的任何其他類型的裝置。應該意識到，照相機的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種操作飛行器的方法，所述飛行器包括駕駛艙，所述駕駛艙具有帶至少一個飛行顯示器的飛行駕駛臺、面對所述飛行駕駛臺的飛行員的座位、以及合成視覺系統，所述合成視覺系統產生用于在所述至少一個飛行顯示器上顯示的合成圖像，所述方法包括：確定所述飛行器的位點和航向；根據所確定的位點和航向，從所述合成視覺系統檢索合成視覺圖像；在所述至少一個飛行顯示器上顯示所述合成視覺圖像；從要求在顯示的所述合成視覺圖像的所述航向上有所變化的飛行員接收觀測變化輸入；響應于所述觀測變化輸入，跟蹤坐在所述座位中的所述飛行員的、所述飛行員的頭部的移動；基于所跟蹤的頭部移動確定更新的航向；根據所述更新的航向，從所述合成視覺系統檢索更新的合成視覺圖像；以及在所述至少一個飛行顯示器上顯示所述更新的合成視覺圖像。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：T·D·P·伯恩斯，D·M·科爾柏，N·L·歐文斯，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：