本發(fā)明的領(lǐng)域涉及用于航空應(yīng)用的人系統(tǒng)接口的領(lǐng)域，更具體地，涉及包括用于顯示外部景觀的三維合成圖像的裝置的合成顯示系統(tǒng)的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代飛行器通常具有稱為“svs”的合成視覺系統(tǒng)。該系統(tǒng)使得能夠向乘員顯示通常包括領(lǐng)航或?qū)Ш叫畔⒌耐獠烤坝^的合成圖像。

svs系統(tǒng)包括表示所飛越的地形的地圖數(shù)據(jù)庫、地理定位系統(tǒng)、電子計算裝置和安裝在飛行器駕駛艙中的一個或多個顯示設(shè)備。地理定位系統(tǒng)具有“gps”(全球定位系統(tǒng))類型。它可以與飛行器的慣性系統(tǒng)相聯(lián)接。地理定位系統(tǒng)作為整體至少提供以下參數(shù)：飛行器在緯度、經(jīng)度和海拔上的位置以及飛行器在俯仰、滾轉(zhuǎn)和航向上的定向。

通常，圖像顯示在位于飛行器儀表板的前部的顯示屏幕上。圖像是盡可能實際地表示的外部的三維視圖。顯示的視角在飛行器的軸上。

對于用戶非常有吸引力的這種類型的系統(tǒng)呈現(xiàn)一種視圖，使得該用戶可能對他或她周圍的要素的位置，特別是著陸跑道的位置非常放心。然而，根據(jù)定位系統(tǒng)的質(zhì)量，圖像不精確或可能僅是部分精確的。當前系統(tǒng)從假設(shè)定位的質(zhì)量足以保證所呈現(xiàn)的信息的質(zhì)量開始。然而，這種假設(shè)在某些情況下可能是錯誤的，特別是當飛行器非常接近地面時。

可能遇到的錯誤的類型是水平和垂直定位誤差，這可能導(dǎo)致落在跑道外部，這是不可接受的。

一種用于解決這個問題的方法是考慮到由地理定位系統(tǒng)提供的精度，向用戶呈現(xiàn)可信的圖像的區(qū)域和不可信的圖像的區(qū)域。然后，通過不透明或半透明著色或者通過故意模糊的區(qū)域來指示“不可信”區(qū)域。這個解決方案的缺點是它可以掩蔽合成地形的大部分，而在著陸跑道進場階段，地形通常在跑道周圍是平坦的。因此，由于水平和垂直定位誤差被反映為地形的轉(zhuǎn)換或旋轉(zhuǎn)，因此不需要對其進行掩蔽，因此該誤差在跑道周圍的地形上將是不清楚的。

在名稱為“包括跑道位置指示符的飛行器視覺系統(tǒng)(aircraftvisionsystemincludingarunwaypositionindicator)”的專利us8589071中描述了另一種方案。如圖1所示。顯示器包括在跑道p的假定位置周圍的特定符號s。如在圖1中可以看到的，該符號大于實際跑道，以便通過給予飛行員關(guān)于要觀看的區(qū)域的指示來幫助他或她在視覺上獲取著陸跑道。該方案的缺點在于，它向圖形表示添加符號，因此增加了用于解釋所顯示的所有信息的飛行員的工作量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的在三維合成視圖中的著陸輔助表示方法不存在這些缺點。它使用現(xiàn)有符號，而根據(jù)定位誤差來改變它們的圖形表示。更具體而言，本發(fā)明的主題是一種用于飛行器的機載顯示系統(tǒng)的顯示設(shè)備上的至少一個著陸跑道的三維圖形表示的方法，所述圖形表示顯示在外部景觀的合成視圖中，所述跑道包括著色矩形形狀、圍繞所述形狀的輪廓以及標記，飛行器相對于所述跑道的位置在具有第一精度的水平平面中以及在具有第二精度的垂直軸線中是已知的，其特征在于，當?shù)谝痪雀哂诘谝婚撝岛?或當?shù)诙雀哂诘诙撝禃r，修改矩形形狀、或者輪廓、或者至少一個標記的外觀。

有利的是，所述外觀修改是所述矩形形狀的放大，所述放大包括在作為所述第一精度和/或所述第二精度的函數(shù)的寬度上模糊所述矩形形狀的周長。

有利的是，所述模糊是連續(xù)的透明度梯度，所述透明度隨著到所述跑道的中心的距離而增加，所述透明度規(guī)律可以是，但是不限制于高斯函數(shù)、或者線性函數(shù)、或者徑向函數(shù)。

有利的是，通過成組交錯的矩形獲得所述模糊，每個矩形具有隨著到跑道的中心的距離而增加的透明度值。

有利的是，所述外觀修改包括所述矩形形狀的漸進的透明度，所述透明度是所述第一精度和/或所述第二精度的遞增函數(shù)，當?shù)谝痪鹊陀诘谝婚撝禃r和/或當?shù)诙鹊陀诘诙撝禃r，所述矩形形狀是完全不透明的，而當?shù)谝痪雀哂诘谌撝禃r和/或當?shù)诙雀哂诘谒拈撝禃r，所述矩形形狀是完全透明的。

有利的是，所述外觀修改包括將輪廓改變?yōu)樘摼€并且將其放大，所述放大是所述第一精度和/或所述第二精度的遞增函數(shù)。

有利的是，所述外觀修改包括刪除所述輪廓。

有利的是，所述外觀修改包括標記的漸進的透明度，所述透明度是所述第一精度和/或所述第二精度的遞增函數(shù)，當?shù)谝痪鹊陀诘谝婚撝禃r和/或當?shù)诙鹊陀诘诙撝禃r，所述標記是完全不透明的，而當?shù)谝痪雀哂诘谖彘撝禃r和/或當?shù)诙雀哂诘诹撝禃r，所述標記是完全透明的。

有利的是，當所述顯示包括屬于同一機場的若干跑道時，跑道的全部或部分圖形表示同時經(jīng)歷相同的外觀修改。

有利的是，逐漸地進行所述外觀修改。

有利的是，所述方法包括至少兩個不同的外觀修改，第一外觀修改取決于第一精度閾值和第二精度閾值，第二外觀修改取決于第七精度閾值和第八精度閾值，所述第二外觀修改在所述第一修改之后，或者被添加到所述第一修改。

有利的是，所述外觀修改僅在所述飛行器低于到跑道的預(yù)定距離時有效。

有利的是，所述顯示設(shè)備包括疊加在外部景觀的合成視圖上的外部景觀的實際圖像。

有利的是，所述顯示設(shè)備是所述飛行器儀表板屏幕中的一個。

有利的是，所述顯示設(shè)備是所謂的“平視化”顯示設(shè)備，其包括在外部景觀上疊加合成圖像和/或?qū)嶋H圖像的光學(xué)元件。

附圖說明

通過閱讀以非限制性方式給出的以下描述和附圖，本發(fā)明將被更好地理解并且其它優(yōu)點將變得顯而易見，其中：

圖1表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的飛行器顯示設(shè)備上的著陸跑道的三維圖形視圖；

圖2在平面圖中表示以標稱表示的跑道的合成表示；

圖3在切割軸線上表示以標稱表示的跑道的不透明度；

圖4在切割軸線上表示以根據(jù)本發(fā)明的第一表示模式的跑道的不透明度；

圖5在切割軸線上表示以根據(jù)本發(fā)明的第二表示模式的跑道的不透明度；

圖6在切割軸線上表示以根據(jù)本發(fā)明的第三表示模式的跑道的不透明度；

圖7表示以根據(jù)本發(fā)明的第四表示模式俯視跑道的合成表示；

圖8表示在根據(jù)本發(fā)明的飛行器顯示設(shè)備上的著陸跑道的三維圖形視圖。

具體實施方式

根據(jù)本發(fā)明的方法在嵌入飛行器上的合成顯示系統(tǒng)或svs中實施。合成顯示系統(tǒng)或svs包括：至少一個地圖數(shù)據(jù)庫、地理定位裝置、能夠計算飛行器的主要參數(shù)的表示的電子裝置、圖形計算機以及至少一個顯示設(shè)備。借助于示例，地理定位裝置為例如gps(全球定位系統(tǒng))的類型，其與慣性單元聯(lián)接/混合或者不與慣性測量單元聯(lián)接/混合。

顯示設(shè)備的屏幕上的顯示表示所飛越的地形的三維合成視圖。該視圖可以包括著陸跑道的合成表示。借助于示例，圖2示出了在參考系(x，y)中以標稱表示的俯視跑道p的合成表示。通常地，該跑道包括：著色的矩形形狀r、圍繞所述形狀的輪廓c和表示存在于地面上的標記的標記m。合成跑道可以由具有代表跑道數(shù)量、跑道軸、觸地區(qū)域等的白色標記的灰色矩形表示。

在根據(jù)本發(fā)明的方法中，飛行器相對于所述跑道的位置在具有第一精度的水平平面中和在具有第二精度的垂直軸上是已知的，當?shù)谝痪雀哂诘谝婚撝禃r和/或當?shù)诙雀哂诘诙撝禃r，修改矩形形狀或輪廓或至少標記的外觀。

定位精度可以例如從gps系統(tǒng)實時給出的品質(zhì)因數(shù)或“fom”獲得。存在用于水平位置的fom(稱作為hfom)，所述hfom適用于飛行器的緯度和經(jīng)度，并且存在用于垂直位置的fom(稱作為vfom)，所述vfom適用于飛行器的高度。hfom和vfom的組合給出了由gps給定的飛行器位置周圍的定位精度的球體。fom是該球體的半徑的上限。例如，如果實際95％誤差是10m，則fom指示25m。因此，如果最大可接受誤差定義為20m，則不必須使用原始fom值作為基礎(chǔ)。存在沒有理由修改跑道的表示的風(fēng)險。優(yōu)選地，為了獲得有用的精度，將fom乘以給定的系數(shù)以獲得真實的95％值。

為了給出水平閾值的數(shù)量級，水平閾值(即，95％位置誤差的實際水平值的可接受的最大值)等于20m，這表示+/-20m的水平誤差。

可以進行的第一外觀修改是跑道的矩形形狀的放大，該放大包括在作為第一和/或第二精度的函數(shù)的寬度上模糊矩形形狀的周長。借助于示例，當情況是標稱的時，跑道是銳化的，并且這些邊緣被完全地限定。然后，圖3表示跑道沿著與跑道軸線成直角的軸線y的不透明度的變化。跑道在寬度l上完全不透明，其等于跑道軸線和透明外部的寬度。

當跑道變得模糊時，這些邊緣被放大。然后不透明度在一定寬度d上連續(xù)變化。第一示例在圖4和5中示出，其示出了跑道沿著與跑道軸線成直角的軸線y的不透明度的變化。在這兩個圖中，模糊是連續(xù)的透明度梯度，透明度隨著到跑道中心的距離而增加，透明度規(guī)律是如圖4所示的線性函數(shù)或如圖5所示的高斯函數(shù)，甚至是徑向函數(shù)。借助于第二示例，模糊由成組交錯矩形表示，每個矩形具有隨著遠離跑道的距離而增加的透明度值。跑道的不透明度在切割軸線上為階梯形踏面形狀。

第二外觀修改是跑道的漸進的透明度。透明度是第一和/或第二精度的遞增函數(shù)，當?shù)谝痪鹊陀诘谝婚撝禃r和/或當?shù)诙鹊陀诘诙撝禃r，矩形形狀是完全不透明的，并且當?shù)谝痪雀哂诘谌撝岛?或當?shù)诙雀哂诘谒拈撝禃r，矩形形狀完全透明。該第二修改由圖6示出，圖6示出了跑道沿著與跑道軸線成直角的軸線y的不透明度的變化。在圖6的情況下，沿跑道的不透明度不大于50％。

第三外觀修改包括將輪廓改變?yōu)樘摼€并且將其放大，輪廓的矩形形狀的放大是第一精度和/或第二精度的遞增函數(shù)。這種修改在圖7中示出，圖7示出了俯視的跑道的合成表示，其輪廓以虛線表示。虛線可以間隔開，直到輪廓完全消失。在第一變體實施方案中，虛線可以由具有更高或更低的閃爍頻率以及更多或更少的跑道輪廓的出現(xiàn)時間的閃爍來代替。在第二變體中，輪廓可以褪去，變得越來越透明，直到其完全消失。在第三變體中，跑道輪廓的表示可以是上述變體的混合。

第四外觀修改包括不同標記的漸進的透明度，透明度是第一精度和/或第二精度的遞增函數(shù)，當?shù)谝痪鹊陀诘谝婚撝禃r和/或當?shù)诙鹊陀诘诙撝禃r，標記是完全不透明的，并且當?shù)谝痪雀哂诘谖彘撝岛?或當?shù)诙雀哂诘诹撝禃r，標記是完全透明的。該第五閾值和該第六閾值可以與第三閾值和第四閾值相同或與第三閾值和第四閾值不同。在變體實施方案中，透明度可以通過具有更高或更低的閃爍頻率以及更多或更少的標記出現(xiàn)時間的閃爍來代替。

當著陸發(fā)生在包括若干跑道的機場上時，跑道的全部或部分圖形表示可以同時經(jīng)歷如上所述的相同的外觀修改?；蛘?，可以僅修改飛行器實際使用的著陸跑道的顯示。

通常地，逐漸地進行外觀修改，以避免圖形表示中的任何不合時宜的改變。該方法包括使得可以解決該問題的滯后函數(shù)。

如上所述的若干外觀修改可以同時地實施，或者以可以相同或不同的精度閾值適時連續(xù)地實施。借助于非限制性示例，如圖8所示，圖8表示通過根據(jù)本發(fā)明的方法顯示的跑道的三維合成視圖，從而可以進行以下修改。在該視圖中，跑道的周長模糊，其輪廓用不同的跑道標記以虛線表示。作為第二示例，最初可能使跑道模糊，同時保持其實線輪廓，然后，如果誤差更大，則用虛線輪廓替代實線輪廓。不同的可能的修改組合全部落入根據(jù)本發(fā)明的方法的范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，外觀修改僅在飛行器低于到跑道的確定距離時有效。與距離相關(guān)聯(lián)的顯示改變閾值是有意義的，因為以米計的跑道定位誤差在較遠距離處是不清楚的，但在短距離處變得高度可視。在給定距離處，當要素的顯示與實際相比的差異變得太大時，然后進行選擇以改變其顯示，或者甚至消除其顯示。因此，避免了不相干地計算低可讀性的改變。

合成跑道的圖像的顯示可以采用不同的方式來執(zhí)行。顯示設(shè)備可以包括疊加在外部景觀的合成視圖上的外部景觀的實際圖像。該系統(tǒng)稱作為“組合視覺系統(tǒng)”。顯示設(shè)備可以是飛行器儀表板屏幕之一。顯示設(shè)備還可以是所謂的“平視化(headup)”顯示設(shè)備，其包括將跑道的合成圖像疊加，從而對外部景觀修改的光學(xué)元件。這里同樣的是，其可以包括外部景觀的實際圖像。