用于在旋翼飞行器系统上显示垂直参考的系统和方法
【专利说明】用于在旋翼飞行器系统上显示垂直参考的系统和方法
[0001 ] 关于联邦赞助研宄或开发的声明
本发明是根据由 DARPA-Synthetic Vis1n Av1nics Backbone 授予的HROOl 1-11-C-0138在政府支持的情况下完成的。政府在本发明中具有某些权限。
技术领域
[0002]本文所述的主题的实施例一般地涉及旋翼飞行器显示系统，并且更具体地涉及在旋翼飞行器显示器上提供视觉垂直参考。
【背景技术】
[0003]现代旋翼飞行器显示系统视觉地传送从各种数据库、传感器和应答器获得的信息，组织为“信息层”(例如，飞行路径信息、导航设备(NAVAID)、空域信息、地形信息、天气信息、交通信息等)。将各种信息层组合以提供用各种符号和文本表示覆盖的地形的统一三维(3D)图形显示(通常是3D合成视觉显示)。此统一 3D图形显示是旋翼飞行器显示系统的一部分。在旋翼飞行器操作期间，要求飞行员进行由旋翼飞行器显示系统的所有部件呈现的信息的准确且快速的解释。
[0004]当代旋翼飞行器显示系统一般地利用静态低分辨率和动态高分辨率地理信息的组合来生成3D图形显示的海拔和地形组成部分。在旋翼飞行器显示系统的主飞行显示器(PFD)上生成基于这两个信息源的3D图形显示，并且旋翼飞行器飞行员在旋翼飞行器操作的过程期间很大地依赖于此信息。
[0005]着陆是复杂的旋翼飞行器操作。在着陆操作中，旋翼飞行器着陆点常常是非常特定的地理位置。该特定地理位置要求飞行员快速地且完全地领会包含且围绕着陆点的海拔和地形，并且用精确的动作对旋翼飞行器显示系统的所有部件作出反应。飞行员在着陆操作期间利用由旋翼飞行器3D图形显示器提供的海拔和地形信息。除与快速地且完全地领会由旋翼飞行器显示系统的所有部件提供的信息相关联的压力之外，在3D图形显示器上提供的海拔和地形数据的垂直组成部分在围绕着陆点的地形不熟悉或没有改善时可能是尤其复杂的。在海拔和地形数据内缺乏熟悉、可靠的垂直参考使得(I)在不熟悉的地形中着陆特别困难，以及(2)计量(gauging)旋翼飞行器滚动(围绕从鼻部延伸到尾部的轴旋转)更加困难。
[0006]因此，期望一种用于在旋翼飞行器着陆操作期间在旋翼飞行器3D图形显示器上提供视觉垂直参考的方法。该期望方法将生成预定高度的两个静态垂直参考杆(pole)并将其定位于旋翼飞行器显示器上，使得垂直参考以及滚动信息可快速地且容易地被飞行员领会。此期望方法将减少飞行员认知工作负荷，并且因此增加飞行员态势感知。
【发明内容】
[0007]提供本概要是为了介绍下面在【具体实施方式】小节中进一步描述的以简化形式的概念的选择。本概要并不意图识别要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不意图用作确定要求保护的主题的范围的辅助。
[0008]提供了用于在旋翼飞行器着陆期间保持视觉垂直指导的方法。显示着陆点，并且显示相对于着陆点而言在第一预定位置处具有第一、静态、预定高度的第一参考符号。还显示相对于着陆点而言在第二预定位置处具有第二、静态、预定高度的第二参考符号。
[0009]提供了一种用于在旋翼飞行器着陆期间提供视觉垂直指导的系统。该系统包括地形海拔数据的第一源、旋翼飞行器位置数据的第二源、提供着陆点的用户输入设备、以及显示系统。处理器被耦合到第一源、第二源、用户输入设备以及显示系统。该处理器被配置成:接收着陆点；根据所述至少一个参数来创建预定高度的至少两个垂直参考杆，并以图形方式在显示器上生成符号系统，其表示位于分开的预定位置处的所述至少两个垂直参考杆和接近于着陆点的地形海拔数据的合成图像。
[0010]提供了一种用于在旋翼飞行器着陆期间提供视觉垂直指导的另一方法。获得地形数据和着陆点。显示围绕着陆点的预定直径的基本上圆形线。在圆形线上的第一预定位置处显示第一杆，并在圆形线上的第二预定位置处显示第二杆。
[0011]根据结合附图和本背景进行的以下【具体实施方式】和所附权利要求，其它期望特征将变得显而易见。
【附图说明】
[0012]根据结合附图进行的以下【具体实施方式】可导出对本主题的更全面理解，其中，相似的参考数字表示相似的元件，并且:
图1是根据示例性实施例的一般化旋翼飞行器显示系统的框图；
图2图示出根据示例性实施例的典型垂直参考显示系统图形；
图3图示出根据示例性实施例的典型垂直参考显示系统图形；
图4图示出根据示例性实施例的典型垂直参考显示系统图形，其中描述了旋翼飞行器向右滚动；
图5图示出根据示例性实施例的典型垂直参考显示系统图形500，其中描述了旋翼飞行器向左滚动；以及
图6是描述根据示例性实施例的垂直参考显示过程600的步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0013]以下【具体实施方式】本质上仅仅是示例性的且并不意图限制主题的实施例或此类实施例的应用和使用。如本文所使用的，词语“示例性”意指“充当示例、实例或图示”。在本文中被描述为示例性的任何实施方式不一定要解释为相比于任何其它实施方式是优选或有利的。此外，并不存在被在先前的技术领域、【背景技术】、
【发明内容】
或以下【具体实施方式】中提出的任何明示或默示理论束缚的意图。
[0014]在本文中可就功能和/或逻辑块部件且参考可由各种计算部件或设备执行的操作、处理任务以及功能的符号表示来描述技术和工艺。此类操作、任务和功能有时称为计算机执行、计算机化、软件实施或计算机实施的。实际上，一个或多个处理器设备可以通过操纵表示系统存储器中的存储器位置处的数据位的电信号以及信号的其它处理来执行所述操作、任务和功能。其中保持数据位的存储器位置是具有对应于该数据位的特定电、磁、光学或有机性质的物理位置。应认识到的是可用被配置成执行指定功能的任何数目的硬件、软件和/或固件部件来实现图中所示的各种块部件。例如，系统或部件的实施例可采用各种集成电路部件，例如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，其可在一个或多个微处理器或其它控制设备的控制下执行多种功能。
[0015]以下描述可参考被“耦合”在一起的元件或节点或特征。除非另外明确地说明，如本文所使用的“耦合”意指一个元件/节点/特征被直接地或间接地接合到另一元件/节点/特征(或者直接地或间接地与之通信)并且不一定是机械地。因此，虽然附图可描述元件的一个示例性布置，但在所述主题的实施例中可存在附加中间元件、设备、特征或部件。另外，还可仅仅出于参考的目的在以下描述中使用某些术语，并且因此其并不意图是限制性的。
[0016]图1是根据示例性实施例的一般化旋翼飞行器显示系统的框图。旋翼飞行器显示系统100包括用户输入设备101、显示系统103、飞行数据服务105以及地形数据库118。显示系统103包括至少一个处理器102以及至少一个监视器104，其包括显示器106，其中的每一个被操作耦合到处理器102。用户输入设备101、显示系统103、飞行数据服务105、以及地形数据库118也被操作耦合到显示系统103内的处理器102。
[0017]飞行数据服务105包括无线收发机108和导航系统110，其被操作耦合到处理器102。导航系统110包括机载雷达112及其它机载仪表114，诸如无线电测高计、气压测高计、全球定位系统(GPS)单元等。导航系统110还包括地形传感器120，并且取决于主飞行器(host aircraft)，可将导航系统110包括在FMS内。可将机载雷达112和