[发明专利]以SVS在佩戴式显示器上再调整关于飞行器驾驶且与真实外界相符的符号的方法和系统

说明书

本申请涉及以SVS在佩戴式显示器上再调整关于飞行器驾驶且与真实外界相符的符号的方法和系统，所述方法包括由以下组成的步骤：‑通过在重新调整状态中，所述相符驾驶信息中的全部或一些在所述显示器上相对于头部移动定格显示且相对于所述飞行器的移动自由显示，来启动所述重新调整方法；接着‑对对应于瞄准动作Vi的头部的相对定向实行数目N的一系列测量，所述瞄准动作Vi将在所述重新调整状态中显示的驾驶信息的各个要素与真实外部世界的对应地标重叠；然后‑使用所述测量基于双重协调方程组来联合确定(216)所述显示器D0和跟踪移动元件D1之间的相对定向M01及惯性设备D3相对于地球的相对定向M3t。

技术领域

本发明涉及一种用于通过SVS(法语表达système de visualisation synthétique的首字母缩写)合成视觉系统在平视显示器上重新调整相符符号体系的方法和系统。

本发明涉及用于飞行器(例如直升飞机或飞机)的驾驶的人-系统界面(HSI)的技术领域，所述飞行器配备有HWD(头戴显示器)或HMD(安装在头盔上的显示器)类型的平视显示系统，以及用于检测头部姿势的DDP(法语表达détection de posture的首字母缩写)设备。

背景技术

不管平视显示设备是否是佩戴式的，它们都特别地允许显示符合外部世界的“符号体系”，即，位置在飞行员眼睛的前方的一组符号能够与外部世界中的对应要素重叠。其可能是例如速度向量、地面上或空气中的目标、地形的合成表示或者甚至是传感器图像。

此相符显示器需要知道飞行器的位置和姿态，并且对于佩戴式的显示设备，需要知道显示器相对于与飞行器有关的固定坐标系的姿态。这些不同位置和姿态通过航电系统相对于飞行器提供，并且通过DDP姿势检测设备提供至那些显示器。

例如并且具体地是，用于提供飞行器的位置和姿态的航电系统可分别为：

-全球定位系统(GPS)，和

-惯性参考系统(IRS)或姿态和航向参考系统(AHRS)。

众所周知，在驾驶舱中安装平视显示系统时进行协调，不管平视显示系统是否会被佩戴，以便计算从显示器坐标系转移到飞行器坐标系必须进行的角度校正，以及获得相符平视显示器。

然而，目前，一些佩戴式平视显示设备展现出了显示设备或显示器和DDP姿势检测系统的佩戴部分之间的一定的可移动性，因为例如当存在仅将显示器切换到操作者的视场之外的设备时这两个元件之间(即显示器和DDP的佩戴移动部分之间)不具有机械刚性。所以当显示器再一次切换回到操作者的视场时需要进行新的协调，以便计算一旦平视显示器安装好头部就要进行的新的角度校正，并由此使得有可能在头戴显示设备上显示相符符号体系。

为了实现及促进这一相对频繁的重新协调的需要，在飞行器上安装被称作BRU(瞄准参考单元或十字线瞄准单元)的专用仪器是很普遍的。

安装于驾驶舱中面向操作者的头部的BRU以平视系统已知的固定定向显示准直符号。

每次必须重新调整相符符号体系时，即每次重新协调时，操作者对准在平视显示器上显示的符号与BRU的准直符号。

当在平视显示器(即显示器)上显示的符号与准直符号对准时，用于协调检测设备的输出的系统接着根据三个校正角计算旋转矩阵，以便重新协调显示器的坐标系相对于飞行器的坐标系的姿态。

这一基于BRU的使用的协调系统的主要缺点在于需要携载额外的一件专用于这一重新调整或协调功能的设备，这使得在安装复杂度及额外体积和重量方面的成本不能被人们接受，特别是对于小型民用飞行器来说。此BRU必须通过稳固安装的电缆供电。此BRU在其安装期间需要协调程序，并引入了被称作BRU的协调误差的额外误差源。例如在维修操作期间当飞行员进入或离开驾驶舱时，还可能存在因为移动而出现不对准的风险。