用于飞行器的增强飞行视景系统技术方案

本公开涉及用于飞行器的增强飞行视景系统。用于飞行器(1)的增强飞行视景系统(10)包括：图像采集系统(20)和显示系统(12)，所述图像采集系统被设计用于采集所述飞行器外部周围环境的图像，所述显示系统被配置用于接收由所述图像采集系统(20)产生的图像并将这些图像显示在所述飞行器的驾驶舱(3)中的显示器(16)上。所述显示系统(12)被配置用于：采集关于所述飞行器在进近跑道(40)时的航迹角(FPA)的信息；计算所述飞行器的航迹角(FPA)与标称角(γ

【技术实现步骤摘要】
用于飞行器的增强飞行视景系统


[0001]本专利技术涉及飞行器驾驶舱中的显示器的领域。

技术介绍

[0002]一些飞行器具有增强飞行视景系统EFVS。这种EFVS系统总体上包括飞行器驾驶舱中的显示系统，该显示系统被配置用于允许在显示器上显示信息，使得该信息以叠加在飞行器外部周围环境上的方式对飞行器的飞行员可见。EFVS系统还包括图像采集系统，该图像采集系统包括至少一个图像传感器并被设计用于采集飞行器外部周围环境的图像。该显示系统被配置用于接收由图像采集系统产生的图像并将这些图像显示在显示器上。显示器例如是平视显示器，通常被称为HUD，或者是被设计用于戴在用户头部上的显示器，通常被称为HMD(“头戴式显示器”)。图像传感器优选地被设计用于捕获包括人眼不可见的波长(例如，红外或雷达波长)的波长区域内的图像。由于这些图像以叠加在飞行器外部周围环境上的方式在显示器上进行显示，因此EFVS系统使得使用所述系统的飞行机组成员(例如，飞行员)具有增强的外部周围环境视景。这特别是在晚上或有雾的情况下有用。例如，在进近跑道阶段期间，不论是夜间条件下还是有雾的情况下，EFVS系统都能给予飞行员更好的跑道视野。
[0003]最初，EFVS系统是被飞行员用作辅助以允许他们增强其对飞行器外部周围环境的感知，但是现行法规不允许将其用作在朝向跑道进近或在该跑道上着陆时的单一视觉源。因此，除了被称为“全天候”着陆的情况，飞行器的飞行员朝向跑道进近时在他或她已经下降到预定高度(被称为决断高度)时必须看到跑道(不使用EFVS系统)。如果他或她无法看到跑道，则飞行员必须进行复飞。到目前为止，已经可以使用EFVS系统以允许飞行员作出在他或她达到决断高度时继续朝向跑道进近的决定，并且然后仅基于通过EFVS系统显示的图像将飞行器引导至跑道并进行着陆。因此，尽管能见度条件较差(例如，在有雾的情况下)，飞行员也可以继续朝向跑道进近。这因此使得尽管能见度条件较差飞行器也能在跑道上着陆，即使机场没有配备被设计用于允许全天候着陆的系统。然而，在这些操作的背景下，最低能见度条件仍然是必须的，特别是为了限制在视景系统出错的情况下产生的影响。
[0004]为了使飞行员能够使用通过EFVS系统产生的图像以在不受外部能见度条件的任何限制的情况下作出在跑道上着陆的决定，并且然后将飞行器非自动地引导至跑道，EFVS系统发生故障的概率应当足够低以免存在造成被认为是灾难性情况的风险。在这方面，飞行器认证机构要求该概率小于或等于1x10
‑9。在这方面，根据文件Eurocae ED
‑
79A/SAE ARP 4754A中定义的分类，EFVS系统的质量保证等级将必须是DAL A型(DAL表示“设计保证等级”)。驾驶舱中的显示系统的质量保证等级通常是DAL
‑
A型。相比之下，图像采集系统的质量保证等级不是DAL
‑
A型，而是DAL
‑
B型或者甚至是DAL
‑
C型。因此，包括图像采集系统和驾驶舱中的显示系统的EFVS系统的质量保证等级不是DAL
‑
A型。然而，开发DAL
‑
A型图像采集系统将是极其昂贵的。
[0005]专利技术人已经分析了在EFVS系统的图像采集系统发生故障的情况下的潜在风险。在
进近跑道时的主要风险是，图像采集系统向EFVS系统的显示系统提供的图像发生偏移的风险。该偏移风险涉及到空间(垂直的或水平的)偏移和时间偏移两者。具体而言，在显示器上显示的图像向下偏移的情况下，会引导飞行员发出使飞行器向下俯冲的命令以便能够在跑道上着陆，而该向下俯冲的命令不是必要的。因此，在图像向下偏移过大的情况下，这会导致飞行器与地面相撞的风险，特别是当飞行器在低空飞行时。由图像采集系统采集图像的时间与该图像在显示器上的显示时间之间的时间偏移过大在某些情况下会导致相同的结果。具体而言，显示器上的显示则不再与飞行器的当前姿态一致。特别地，当飞行员发出增大飞行器下降角度的命令时，所述命令的效果在显示器上的显示有延迟，这可能导致飞行员加强俯冲命令，而这不是必要的。这就会导致飞行器与地面相撞的风险，特别是当飞行器在低空飞行时。

技术实现思路

[0006]本专利技术特别旨在提供针对该问题的解决方案。本专利技术涉及一种增强飞行视景系统，该增强飞行视景系统包括：
[0007]‑
用于飞行器的驾驶舱的显示系统，所述显示系统被配置用于允许在显示器上显示信息，使得该信息以叠加在所述飞行器外部周围环境上的方式对所述飞行器的飞行员可见；以及
[0008]‑
图像采集系统(所述图像采集系统被设计用于采集所述飞行器外部周围环境的图像，
[0009]其中，所述显示系统被配置用于接收由所述图像采集系统产生的图像并将这些图像显示在所述显示器上，
[0010]其特征在于，所述显示系统被配置用于：
[0011]‑
采集在所述飞行器进近跑道时关于所述飞行器的航迹角的信息；
[0012]‑
计算所述飞行器的航迹角与对应于朝向所述跑道的所述进近的标称角之间的差值；并且
[0013]‑
将所述差值的绝对值与第一角度值进行比较，并在所述差值的绝对值大于所述第一角度值时去激活从所述图像采集系统接收到的图像在所述显示器上的显示。
[0014]因此，根据本专利技术的增强飞行视景系统使得可以检测在显示器上显示的图像向下偏移的后果，具体而言是由飞行器的飞行员发出的过度俯冲命令，从而导致飞行器的航迹角相对于与所考虑的进近相对应的标称角过大。在这种情况下，增强飞行视景系统去激活图像在显示器上的显示。这使得可以停止显示可能导致飞行员发出不恰当驾驶命令(例如，过度俯冲命令)的图像。去激活图像在显示器上的显示意味着，飞行员必须检查他或她通过挡风玻璃是否可直接看到跑道，并且如果否，则实施在这种情况下规定的程序。例如，飞行员知道，在他或她下降到被称为决断高度的高度时通过飞行器的挡风玻璃无法看到跑道的情况下，他或她必须进行复飞。因此，增强飞行视景系统使得即使其在进近跑道时使用也可以保证飞行器的飞行安全。
[0015]有利地，所述显示系统还被配置用于在所述差值的绝对值大于所述第一角度值时命令在所述显示器上显示警报。
[0016]在一个实施例中，所述显示系统还被配置用于将所述差值的绝对值与小于所述第
一角度值的第二角度值进行比较，并在所述差值的绝对值大于所述第二角度值且小于所述第一角度值时命令在所述显示器上显示预警信息。
[0017]有利地，所述显示系统还被配置用于将所述第一角度值确定为与所述飞行器在地面上方的当前高度的递增函数相对应。
[0018]同样有利地，所述显示系统还被配置用于将所述第二角度值确定为与所述飞行器在地面上方的当前高度的递增函数相对应。
[0019]在一个具体实施例中，所述显示系统还被配置用于命令在所述显示器上显示与所述第二角度值相对应的信息。
[0020]特别地，所述显示系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强飞行视景系统(10)，包括：
‑
用于飞行器(1)的驾驶舱(3)的显示系统(12)，所述显示系统被配置用于允许在显示器(16)上显示信息，使得该信息以叠加在所述飞行器外部周围环境上的方式对所述飞行器的飞行员可见；以及
‑
图像采集系统(20)，所述图像采集系统被设计用于采集所述飞行器外部周围环境的图像，其中，所述显示系统(12)被配置用于接收由所述图像采集系统(20)产生的图像并将这些图像显示在所述显示器(16)上，其特征在于，所述显示系统(12)被配置用于：
‑
采集在所述飞行器进近跑道(40)时关于所述飞行器的航迹角(FPA)的信息；
‑
计算所述飞行器的航迹角(FPA)与对应于朝向所述跑道的所述进近的标称角(γ
nom
)之间的差值；并且
‑
将所述差值的绝对值与第一角度值(γ1)进行比较，并在所述差值的绝对值大于所述第一角度值(γ1)时去激活从所述图像采集系统(20)接收到的图像在所述显示器(16)上的显示。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述显示系统(12)还被配置用于在所述差值的绝对值大于所述第一角度值(γ1)时命令在所述显示器(16)上显示警报。3.根据权利要求1和2中任一项所述的系统，其特征在于，所述显示系统(12)还被配置用于将所述第一角度值(γ1)确定为与所述飞行器在地面上方的当前高度的递增函数相对应。4.根据前述权利要求之一所述的系统，其特征在于，所述显示系统(12)还被配置用于将所述差值的绝对值与小于所述第一角度值(γ1)的第二角度值(γ2)进行比较，并在所述差值的绝对值大于所述第二角度值(γ2)且小于所述第一角度值(γ1)时命令在所述显示器(16)上显示预警信息。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述显示系统(12)还被配置用...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：空中客车运营简化股份公司，
类型：发明
国别省市：