[发明专利]管理和显示地理坐标参考图形符号的方法及相关显示装置

说明书

技术领域

本发明的一般领域是专用于交通工具，特别是飞机的领航或导航的人-系统接口。本发明更具体的领域是显示系统，该系统以显示符号的形式来呈现包含信息的外部景观的三维合成视图。这些系统被熟知为通用的首字母缩写“SVS”，其代表“合成视觉系统(Synthetic Vision System)”。

背景技术

一般来说，所显示的符号包括表示感兴趣的地点(例如机场、无线电导航信标或飞行计划的航点)的地理坐标参考符号。这些符号以圆锥或其它简单几何形状的形式来显示。这些符号设置在感兴趣的地点所在的地形上的精确地理坐标。

这些符号通常用对应于真实物体的尺寸来表示。因此，根据透视法则，符号离飞机越近，其外观在将其显示的显示装置的屏幕上占据的空间就越大。

因此，图1示出了在地形合成显示的“平视式”显示器或“HUD”上的示例性显示，其包括导航符号和飞机的飞行计划的航点。这个航点W由合成景观中地理坐标参考的圆锥来标示，其高度指示了飞机在通过这个点时必须达到的高度。在该图1中，景观以灰色和黑色的三维形式来显示，导航符号为白色，圆锥也为白色。在HUD上，这种显示符合外部景观，也就是说，从飞行员的角度看，这种显示与现实完美地重合在一起。

如图1所示，如果航点很远，则圆锥在显示屏上的占地很小。相反地，如图2所示，当飞机接近航点时，表示航点的圆锥扩大并增加其屏幕占地，直到通过航点时，表示航点的圆锥可能会覆盖屏幕的很大一部分，从而妨碍了HUD中所显示的其它信息的可读性，以及妨碍了飞行员在平视显示器的情况下的外部视觉。

为解决这一问题，题为“通过位置高亮显示器来增强飞机显示单元上显示的图像的系统、装置和方法(System,apparatus,and method for enhancing the image presented on an aircraft display unit through location highlighters)”的专利US 8 094 188提出了根据所显示的物体到飞机的距离来改变所显示的物体亮度。虚拟物体越靠近，其亮度就越低。

这种技术解决方案的缺点是，对于所有物体，不论其尺寸，亮度的变化都是相同的，除非为每种物体定义了特定的变化距离。此外，这一技术不适用于飞机的环境的二维表示中所显示的平面物体诸如，例如，地图背景上的航空区域，其根据缩放比例而变得更加透明或不透明。

发明内容

根据本发明的系统不存在上述缺点。事实上，共形物体的图形表示不是根据共形物体到载体的距离来计算，而是根据其在显示屏上的占地来计算。这个解决方案的主要优点是：

-在三维表示中相对于物体的尺寸、形状或方向的独立性；

-可能应用于二维显示，或者，屏幕上物体的尺寸不会根据距离而变化，而是根据应用于显示的缩放而变化；

-对每一种屏幕的直接适应性，因为物体的外观直接取决于屏幕的分辨率。

更准确地说，本发明的第一主题是一种管理和显示地理坐标参考符号的方法，所述方法在飞机的合成显示系统中实施，所述显示系统包括至少一个导航系统、地图数据库、电子计算装置和显示装置，所述显示装置在显示屏上显示已飞越地形的地图表现，所述符号表示地理坐标参考的物体，所述管理和显示地理坐标参考符号的方法的特征在于，其包括以下步骤：

步骤1：计算将要在显示装置上显示的地理坐标参考符号的总面积；

步骤2：计算表示地理坐标参考符号的光度和/或色度系数，所述光度和/或色度系数是所述总面积与屏幕面积之比的减函数；

步骤3：通过显示系统在所述显示装置的屏幕上显示所述符号。

本发明的第二主题是实施该方法的合成显示系统。该显示系统包括至少一个导航系统、地图数据库、电子计算装置和显示装置；所述地图数据库包括至少一个地理坐标参考物体；所述电子计算装置使得可以计算表示所述地理坐标参考物体的符号；所述显示装置包括显示已飞越地形的地图表现的显示屏，所述合成显示系统的特征在于，设置有所述电子计算装置以便计算将要在所述显示装置上显示的地理坐标参考符号的总面积和表示所述地理坐标参考符号的光度和/或色度系数，所述光度和/或色度系数是所述总面积与屏幕面积之比的减函数。

有利地，显示装置是：

或者是所谓的“平视式”显示装置，其包括可以在外部景观上显示地理坐标参考符号的光混合器；

或者是头戴式显示装置，其包括可以在外部景观上显示地理坐标参考符号的光混合器；

或者是仪表板显示装置，其包括彩色显示屏。