專利名稱：生成航線可視地形顯示的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及飛行器駕駛艙顯示器，尤其涉及用于在飛行器駕駛艙顯 示器上顯示地形地圖的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在飛行期間和在飛行計劃期間，至少一些已知飛行器包括使用輔助導航 和環(huán)境意識(situational awareness)的制圖(chart)的駕駛艙顯示器。制圖通常被 用于各種方面的飛行和飛行計劃，因此可以包括不必用于特定當前飛行段或 者任務(wù)但是對于當制圖用于不同任務(wù)時的期間而包含的數(shù)據(jù)。例如，在飛行 或飛行計劃的特定方面，駕駛艙顯示器上的地形描繪(terraindepiction)添加可 能不提高環(huán)境意識的信息。當制圖符號被覆蓋到地形描繪時，地形描繪往往 可以減少制圖符號的特征。所顯示的但是不必用于當前操作的信息往往在制 圖環(huán)境中產(chǎn)生信息超載。對當前操作不重要的額外信息往往在機組人員中生 成混淆。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中， 一種對飛行器顯示航線可視地形顯示(en-route visible terrain display)的方法，包括使用地理位置和該位置上的海拔表示地形顯示 的每個像素，每個像素還使用顏色值和灰度值中的至少一個被進一步表示； 接收最小海拔值；將由比接收到的最小海拔值小的海拔值表示的像素的顏色 值和灰度值中的至少一個設(shè)定為統(tǒng)一值；和顯示該航線可視地形顯示，從而 表示包括小于最小海拔值的海拔值的地形的像素以統(tǒng)一值被顯示，因此顯示 的非擁擠地形、主導航區(qū)域更容易可讀。
在另一實施例中， 一種飛行器的顯示系統(tǒng)包括航線可視地形顯示屏幕， 被配置成顯示代表正由飛行器穿過的區(qū)域的航線可視地形顯示；和在代表小 于可選最小海拔值的海拔的航線可視地形顯示的區(qū)域中顯示的航線可視地形 顯示上的單色覆蓋圖。
在又一個實施例中，提供了一種包括航線可視地形顯示的環(huán)境意識系統(tǒng)。 該環(huán)境意識系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫，用于存儲關(guān)于一部分地球表面的數(shù)字海拔模型 的數(shù)據(jù)，所述模型包括多個像素，所述數(shù)字海拔模型包括與每個像素相關(guān)的 位置坐標和海拔值。該航線可視地形顯示還包括耦接到數(shù)據(jù)庫的處理器，其 中該處理器被配置成接收與至少一個像素相關(guān)的位置坐標和海拔值；接收 在航線可視地形顯示上顯示的至少一個像素的最小海拔值；基于海拔值與接 收到的最小海拔值的比較，確定至少一個像素的顏色值和灰度值中的至少一 個；和使用位置坐標以及所確定的顏色值和灰度值中的至少一個，在航線可 視地形顯示上顯示包括多個至少 一個像素的陰影地形地圖。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的包括至少一個顯示屏幕的示例性飛行器駕駛 艙顯示面板的正向透視圖2是地球表面的示例性范圍的地形地圖像；
圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的示例性航線制圖顯示的圖解；和
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的生成航線可視地形顯示的示例性方法的流程
具體實施例方式
圖1是^f艮據(jù)本發(fā)明實施例的包括至少一個顯示屏幕102的示例性飛行器 駕駛搶顯示面板100的正向透視圖。在該示例性實施例中，顯示屏幕被放置 在飛行器駕駛艙顯示面板100上。在替換的實施例中，顯示屏幕102被放置 在位于飛行器的駕駛搶中的輔助面板(未示出)上。在飛行器操作期間，飛行器 的飛行員和/或副駕駛員可使用顯示屏幕102進行查看。顯示屏幕102可被用 來查看電子乘機旅行手提包(electronic flight bag)(未示出)中包含的數(shù)據(jù)，該電 子乘機旅行手提包可具體為獨立(standalone)的裝置，例如但是不限于PDA或 者膝上PC,或者可具體為在作為飛行器的子系統(tǒng)的一部分的處理器上執(zhí)行的
系統(tǒng)的軟件組件。在示例性實施例中，電子乘機旅行手提包包括電子存儲裝 置，其被配置來存儲諸如飛行路線等的特定飛行的所有所需和期望信息的各 種用戶可配置飛行相關(guān)對象，如例如由路線點、飛機場信息、臨時飛行管制 和天氣信息以及與飛行相關(guān)的任何其他用戶定義的對象、地面操作和/或飛行
系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，基于實時接收的數(shù)據(jù)確定飛行信息，并且通過位于駕駛搶顯示
面板100上的顯示屏幕102以及其他聽覺和/或視覺指示器來顯示飛行信息和 /或警報機組人員。所述飛行信息為機組人員提供了在飛行器操作的所有階段 期間的附加環(huán)境意識。
圖2是地球表面的示例性區(qū)域的地形地圖像200。地形地圖像200上的 每個點或者像素由位置坐標和海拔定義。在一個實施例中，地形地圖像200 上的每個像素被表示為以地球中心為中心的球體上的地理位置，其中該球體 的外圍對應(yīng)于平均海平面。在示例性實施例中，使用笛卡兒坐標系統(tǒng)，然而 坐標系統(tǒng)不只限于笛卡兒系統(tǒng)，而是可以使用能夠執(zhí)行此處所述的功能的任 何合適的坐標系統(tǒng)。每個像素定位于沿著第一軸202的值和沿著第二軸204 的值的交叉點。該像素由沿著第三軸206的值或者海拔進一步定義。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的示例性航線制圖顯示300的圖解。在該示例 性實施例中，制圖顯示300包括地形地圖302和制圖符號覆蓋圖(chart symbol overlay)304。地形地圖302包括特定感興趣區(qū)域、例如飛行器正穿過的區(qū)域 的地形的三維表示。地形地圖302為操作飛行器的機組人員提供環(huán)境意識。
制圖符號覆蓋圖304包括描繪助航系統(tǒng)的符號、助航信息箱、路線點、 VOR幅射位置線(radials)、飛機場、專用領(lǐng)空、諸如空中航線標識的空中航線 /路線數(shù)據(jù)、方位或者半徑、英里數(shù)和海拔高度。制圖符號覆蓋圖304也包括 描繪偏離路線障礙清除海拔高度(ORACA)的符號。由于在操作期間制圖符號 覆蓋圖304的符號被覆蓋在制圖顯示300上的地形地圖302的頂部，因此地 形和符號的組合可能產(chǎn)生混亂的視覺描繪，這對機組人員來說在飛行操作和/ 或飛行計劃期間難以有效地進行徹底了解。
在示例性實施例中，包括地形地圖302的像素的海拔坐標與可選擇的閾 值進行比較。如果海拔坐標表示小于被選閾值的海拔，則像素顏色用背景顏 色或者被預先確定來提供顏色對比度的灰度強度和/或包含表示比被選閾值 大的海拔的海拔坐標的像素的灰度強度來代替。示例性方法電子模擬某個擁
擠地形區(qū)域的所看所感以及最后制圖，從而該制圖的主導航區(qū)域是統(tǒng)一背景
顏色，同時在最近的插入地形中留下陰影。在示例性實施例中，經(jīng)由API函 數(shù)設(shè)定地形可視處的最小海拔閾值。API函數(shù)可被用來設(shè)定顏色圖、光源和 等高間隔。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的生成航線可視地形顯示的示例性方法400的 流程圖。方法400包括使用地理位置和球體表面上的海拔表示402航線可視 地形顯示的每個像素，每個像素使用顏色值和灰度值被進一步表示。從用戶 接收404最小海拔值，或者可以從飛行信息系統(tǒng)接收最小海拔值，該飛行信 息系統(tǒng)根據(jù)飛行器操作和當前位置及方向確定最小海拔值。方法400包括將 由小于接收到的最小海拔值的海拔值表示的像素的顏色值和灰度值中的至少 一個設(shè)定為統(tǒng)一值。包括地形顯示的每個像素的顏色值或灰度級被預先確定 來幫助與航線可視地形顯示上顯示的其他元素的視覺對比。例如，基于駕駛 艙的照明、日時、飛行相對于太陽方位角的方向、和/或能夠影響機組人員有 效地認識航線可視地形顯示上顯示的特征的能力的其他因素，可以選擇航線 可視地形顯示的亮度控制和顏色再現(xiàn)(rendition)。在一些情況中，機組人員可 以改變統(tǒng)一值的顏色或者灰度級。顏色或者灰度級也可以基于對周圍發(fā)光條 件的最優(yōu)顏色或灰度級的確定通過軟件選擇來控制。航線可視地形顯示被顯 示，從而表示包括小于最小海拔值的海拔值的地形的像素以統(tǒng)一值被顯示。 表示被選最小海拔以下的海拔的像素的統(tǒng)一值為在航線可視地形顯示的主導 航區(qū)域中顯示的制圖符號便于提供整齊的背景。這種整齊的顯示便于機組人 員意識并且往往會減少由于混亂引起的混淆。
用于生成航線可視地形顯示的上述方法和系統(tǒng)成本被有效控制并且高度 可靠。將處于小于最小海拔的海拔處的地形表示為統(tǒng)一顏色或者灰度減少了 在制圖環(huán)境中發(fā)生的信息超載，從而提高了安全性并且使得不擁擠地形不易 混淆，顯示的主導航區(qū)域更可靠。因此，生成航線可視地形顯示的方法和系 統(tǒng)以成本被有效控制以及可靠的方式便于導航和環(huán)境意識。
盡管在各個特定實施例方面已經(jīng)描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)
人員將會意識到在權(quán)利要求的精神和范疇內(nèi)可以修改本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種對飛行器顯示航線可視地形顯示的方法，包括使用地理位置和該位置上的海拔來表示地形顯示的每個像素，每個像素還使用顏色值和灰度值中的至少一個被進一步表示；接收最小海拔值；將由比接收到的最小海拔值小的海拔值表示的像素的顏色值和灰度值中的至少一個設(shè)定為統(tǒng)一值；和顯示該航線可視地形顯示，從而表示包括小于最小海拔值的海拔值的地形的像素以統(tǒng)一值被顯示，因此顯示的非擁擠地形、主導航區(qū)域更容易可讀。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中顯示飛行器的航線可視地形顯示包括 在飛行計劃模式期間顯示飛行器的航線可視地形顯示。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中接收最小海拔值包括接收用戶選擇 的最小海拔值。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中接收最小海拔值包括接收從飛行計 劃確定的最小海拔值。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中接收最小海拔值包括接收從飛行計 劃確定的最小海拔值，從而飛行器的預期行進的路線在以統(tǒng)一值顯示的像素 的范圍區(qū)域內(nèi)。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中飛行計劃包括飛行器的預期行進的路 線，所述路線包括多個段，并且其中接收最小海拔值包括接收從飛行計劃確 定的最小海拔值，從而飛行器的預期行進的下一段路線在以統(tǒng)一值顯示的像 素的區(qū)域之內(nèi)。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括顯示在航線可視地形顯示上重疊 的多個制圖符號。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括顯示在航線可視地形顯示上重疊 的多個領(lǐng)航圖符號。
9. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中顯示航線可視地形顯示包括基于當前 日時選擇統(tǒng)一值。
10. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中顯示航線可視地形顯示包括基于當 前駕駛艙照明選擇統(tǒng) 一值。
11. 一種飛行器的顯示系統(tǒng)，包括航線可視地形顯示屏幕，被配置成顯示代表正由飛行器穿過的區(qū)域的航 線可視地形顯示；和在代表小于可選最小海拔值的海拔的航線可視地形顯示的區(qū)域中顯示的 航線可視地形顯示上的單色覆蓋圖。
12. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述單色覆蓋圖包括具有與該單色 覆蓋圖中的每個其他像素的顏色值基本相等的顏色值的多個像素。
13. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述單色覆蓋圖包括具有與該單色 覆蓋圖中的每個其他像素的灰度值基本相等的灰度值的多個像素。
14. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述單色覆蓋圖包括具有可由用戶 選擇的灰度值和顏色值中的至少 一個的多個像素。
15. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述最小海拔值可由用戶選擇。
16. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述最小海拔值從飛行計劃確定。
17. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述單色覆蓋圖包括具有統(tǒng)一顏色 值和統(tǒng)一灰度值中的至少一個的多個像素，所述統(tǒng)一值是基于當前日時選擇 的。
18. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述單色覆蓋圖包括具有統(tǒng)一顏色 值和統(tǒng)一灰度值中的至少一個的多個像素，所述統(tǒng)一值是基于當前駕駛艙照 明選擇的。
19. 一種包括航線可視地形顯示的環(huán)境意識系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫，用于存儲關(guān)于一部分地球表面的數(shù)字海拔模型的數(shù)據(jù)，所述模 型包括多個像素，所述數(shù)字海拔模型包括與每個像素相關(guān)的位置坐標和海拔 值；和耦接到數(shù)據(jù)庫的處理器，該處理器被配置成接收與至少一個像素相關(guān)的位置坐標和海拔值； 接收在航線可^L地形顯示上顯示的至少一個像素的最小海拔值； 基于海拔值與接收到的最小海拔值的比較，確定至少一個像素的顏色值和灰度值中的至少一個；和使用位置坐標以及所確定的顏色值和灰度值中的至少 一個，在航線可視地形顯示上顯示包括多個至少 一個像素的陰影地形地圖。
20. 如權(quán)利要求19所述的環(huán)境意識系統(tǒng)，其中所述多個像素形成統(tǒng)一顏色或灰度的區(qū)域。
21.如權(quán)利要求19所述的環(huán)境意識系統(tǒng)，其中所述處理器被進一步配置 成在航線可視地形顯示上顯示導航制圖符號。
全文摘要
提供了一種對飛行器顯示航線可視地形顯示的方法。該方法包括使用地理位置和該位置的海拔表示地形顯示的每個像素，每個像素還使用顏色值和灰度值中的至少一個被進一步表示；接收最小海拔值；將由比接收到的最小海拔值小的海拔值表示的像素的顏色值和灰度值中的至少一個設(shè)定為統(tǒng)一值；和顯示該航線可視地形顯示，從而表示包括小于最小海拔值的海拔值的地形的像素以統(tǒng)一值被顯示，因此顯示的非擁擠地形、主導航區(qū)域更容易可讀。
文檔編號G01C23/00GK101346605SQ200680048685
公開日2009年1月14日 申請日期2006年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月22日
發(fā)明者斯文·D·阿斯彭 申請人:波音公司