本發(fā)明涉及一種無人機參數(shù)顯控技術(shù)，特別是涉及一種無人機高度顯控方法。

背景技術(shù)：

無人機飛行過程中，飛行高度是地面操作人員需要實時關(guān)注的重要參數(shù)。飛行高度在地面控制站中一般使用圖形高度標尺與數(shù)字高度顯示結(jié)合的方式，對于高度控制采用拖拽位于標尺旁高度控制箭頭的方式完成。

高度標尺有靜止標尺和運動標尺兩種形式。

靜止標尺能夠顯示從地面高度到無人機升限的整個高度范圍，無人機飛行過程中，采用標尺中的柱狀指示表示無人機當前高度，標尺本身保持不變。靜止標尺的優(yōu)點是可以完全展示無人機飛行的整個高度范圍，在進行高度控制時，支持一次性大范圍的高度控制量變化，缺點是無人機飛行高度范圍較大時，限于屏幕顯示限制無法進行精確的高度控制。

運動標尺一般只包括無人機當前高度附近的高度范圍，無人機高度指示始終位于標尺中央，隨著無人機高度變化，標尺刻度范圍跟隨高度運動。優(yōu)點是在進行高度控制時，當目標高度在無人機當前高度附近時，可以精確控制高度控制量，缺點是無法支持無人機高度大幅度變化操作。

隨著無人機技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機操控自動化和精確度要求不斷提高，當前的高度表顯控方式無法同時滿足大范圍高度調(diào)整和精確控制的需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)中無人機飛行控制界面有限，顯示高度范圍大，需要覆蓋所有高度范圍，又需要精確控制起飛、降落和巡航過程中的高度精確控制的問題，本發(fā)明提出一種無人機高度顯控方法。

技術(shù)方案

一種無人機高度顯控方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：設(shè)置邊界條件

已知高度表范圍的最大值為hmax，最小值為hmin，飛機當前飛行高度為h；屏幕坐標以左上點為原點，縱軸以向下為正，高度表最大值對應(yīng)的屏幕縱坐標為yup，最小值對應(yīng)的屏幕縱坐標為ydown，高度表的屏幕長度為l，其中l(wèi)＝y(tǒng)down-yup；

步驟2：高度表刻度設(shè)計

高度表刻度分為稀疏和稠密設(shè)計兩種方式，飛機當前飛行高度h的正負δh為放大顯示內(nèi)容，顯示刻度間隔i；其他范圍的刻度顯示稀疏，刻度間隔為i＝k×i,k＞1；其中k為稀疏刻度間隔與稠密刻度間隔的比值；

步驟3：刻度標尺設(shè)計

顯示刻度標尺設(shè)計分為三部分，上端刻度標尺、放大刻度標尺和下端刻度標尺，其中，顯示放大刻度標尺的長度占整個高度表屏幕長度的比例為θ,0＜θ＜1，顯示放大刻度標尺的長度為ld＝θ×l，其余顯示刻度標尺長度為lr＝(1-θ)×l；除去放大刻度標尺顯示的區(qū)域后，剩余高度的顯示范圍hr：

hr＝hmax-hmin-2×δh

顯示上端刻度標尺高度上限刻度值為高度表的最大值hmax，下限刻度值為hup＝max(hmin+2δh,min(h+δh,hmax))，其中min()表示兩者的最小值，max()表示兩者的最大值；顯示上端刻度標尺高度范圍為hf＝hmax-hup；上限刻度值對應(yīng)的屏幕坐標為yup，下限刻度值對應(yīng)的屏幕縱坐標為：

顯示放大刻度標尺高度上限刻度值為hup，下限刻度值為hdown＝min(hmax-2δh,max(h-δh,hmin))；上限刻度值對應(yīng)的屏幕坐標為y1，下限刻度值對應(yīng)的屏幕縱坐標為y2＝y(tǒng)1+ld；

顯示下端刻度標尺高度上限刻度值為hdown，下限刻度值為高度表的最小值hmin，上限刻度值對應(yīng)的屏幕坐標為y2，下限刻度值對應(yīng)的屏幕縱坐標為ydown；

步驟4：高度控制

高度控制采用鼠標拖拽箭頭的方式發(fā)出高度控制指令，鼠標左鍵松開時高度控制指令發(fā)出，以箭頭指示的標尺位置作為高度控制量；設(shè)箭頭指示的標尺位置屏幕縱坐標為lpt，則對應(yīng)控制高度hy計算方法如下：

①若lpt＜y1，

hy＝hup+(hmax-hup)/(y1-yup)×(y1-lpt)

②若y1≤lpt≤y2，

hy＝hdown+(2×δh)/ld×(ld-(lpt-y1))

③若lpt＞y2，

hy＝hmin+(hdown-hmin)/(ydown-y2)×(l-(lpt-yup))。

有益效果

本發(fā)明提出的一種精確控制與全覆蓋的無人機高度的儀表顯控方法。通過對高度表設(shè)計一種放大鏡效果，對當前飛機飛行高度的一定范圍進行刻度放大顯示，解決了飛機飛行高度范圍大需要全覆蓋顯示，同時又需要在起飛和降落時精確控制的矛盾問題。

與之前的簡單直接高度表設(shè)計方法相比，本方法可以對當前高度一定范圍內(nèi)精確控制，對回報高度刻度稠密精準顯示，這樣疏密分明設(shè)計，便于分清界線，焦點和注意容易集中在關(guān)鍵飛行區(qū)域內(nèi)。

附圖說明

圖1高度與屏幕縱坐標轉(zhuǎn)換示意圖

圖2高度表設(shè)計示意圖

圖3高度表設(shè)計實例圖

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合實施例、附圖對本發(fā)明作進一步描述：

本發(fā)明的核心思想在于全覆蓋顯控高度范圍，并通過一種放大鏡效果將飛行中需要密切關(guān)注的當前高度附近范圍內(nèi)刻度進行放大顯示、實現(xiàn)精確控制。

本方法應(yīng)用于西安愛生技術(shù)集團公司無人機精確控制與全覆蓋高度表的設(shè)計過程。

下面通過應(yīng)用實例說明高度表設(shè)計的過程。

1設(shè)置邊界條件

某型無人機飛行高度范圍為-500～20000米，hmax＝20000，最小值為hmin＝-500，已知精確控制的范圍期望為當前高度的正負1000米，δh＝1000，飛行監(jiān)控界面留給高度顯示區(qū)域的縱向屏幕坐標范圍為10～400，那么首先確定高度表的邊界條件，高度表上最大刻度值20000米對應(yīng)屏幕縱坐標值為yup＝10，高度表上最小刻度值對應(yīng)屏幕上縱坐標為ydown＝400。

2高度表刻度設(shè)計

取放大刻度區(qū)域占整個高度表長度的1/3，θ＝1/3，放大顯示刻度間隔為100米，其他顯示刻度間隔為500米。

3刻度標尺設(shè)計

考慮到運行效率，程序在實現(xiàn)時，將各個刻度標尺顯示飛行高度范圍內(nèi)的總長度標尺，分別畫在內(nèi)存區(qū)域上，采用三個bitmap圖片，分別截取當前顯示的上端刻度標尺、放大刻度標尺與下端刻度標尺，來表示當前飛機的高度狀態(tài)。

1)刻度總長度繪制

a)上端刻度標尺總長度繪制

上端刻度標尺顯示長度占據(jù)高度表屏幕長度比例為2/3，整個上端刻度標尺屏幕總長度為260，整個上端刻度標尺高度的最小值為1500，對應(yīng)屏幕縱坐標為400-390/3＝270。整個上端刻度標尺高度最大值為高度表的最大值20000米，對應(yīng)的屏幕坐標為10。上端顯示刻度間隔為500米。

b)放大刻度標尺總長度繪制

設(shè)飛機當前飛行高度為h，顯示放大刻度高度最大值為h+1000，最小值為h-1000，顯示放大刻度標尺的長度占整個高度表屏幕長度的比例為1/3，整個放大刻度標尺范圍為高度表的范圍，那么整個放大刻度標尺放大刻度的

c)下端刻度標尺總長度繪制

下端刻度標尺長度占據(jù)高度表屏幕長度的比例為2/3，整個下端刻度標尺的屏幕長度為260，下端刻度標尺高度的最小值為高度表的最小值hmin＝-500，對應(yīng)的屏幕縱坐標為ydown＝400。最大值為18500，對應(yīng)屏幕縱坐標140。

2)飛機當前高度表示

除去放大刻度標尺顯示的區(qū)域后，剩余高度的顯示范圍hr＝18500，對應(yīng)高度范圍在高度表上的屏幕坐標范圍為lr＝260。

移動的放大刻度區(qū)域矩形上邊長高度為hup＝h+1000，下邊長高度為hdown＝h-1000

放大區(qū)域矩形上邊長位置與下邊長位置根據(jù)當前高度不斷變化，需要分情況討論。

若hdown＜-500，則hup＝1500，hdown＝-500

若hup＞20000，則hup＝20000，hdown＝18000

a)上端刻度顯示

上端刻度顯示矩形上邊長對應(yīng)屏幕縱坐標為10，下邊長對應(yīng)屏幕坐標縱坐標為

y1＝10+(20000-hup)×260/18500

b)放大刻度顯示

放大刻度顯示矩形上邊長對應(yīng)屏幕縱坐標為

y2＝y(tǒng)1

，屏幕坐標下邊長對應(yīng)縱坐標為

y3＝y(tǒng)2+130

c)下端刻度顯示

下端刻度顯示矩形上邊長對應(yīng)屏幕縱坐標為

y4＝y(tǒng)3

，下邊長對應(yīng)屏幕縱坐標為

y5＝400

4高度控制

設(shè)箭頭指示的標尺位置屏幕縱坐標為lpt，則對應(yīng)控制高度hy，飛機高度的控制

分為三種情況。放大刻度上限刻度值對應(yīng)的屏幕坐標為y1，下限刻度值對應(yīng)的

屏幕縱坐標為y2。

y1＝10+(20000-h-1000)×260/18500

y2＝y(tǒng)1+130

①若lpt＜y1，

hy＝hup+(20000-hup)/(y1-10)×(y1-lpt)

②若y1≤lpt≤y2，

hy＝hdown+(2000)/(130)×(130-(lpt-y1))

③若lpt＞y2，

hy＝-500+(hdown+500)/(390-y2)×(390-(lpt-10))。