用于航空器光标控制系统中的轨迹球自动抑制装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于航空器光标控制系统中的轨迹球自动抑制装置，包含有轨迹球（1）、轨迹球的下方加装一个以上的用于获知飞行员的手掌是否覆盖于轨迹球之上光电传感器（2）和一个以上的用于获取飞行员手掌到轨迹球的距离距离传感器（3）。本发明能够在飞行员以正确姿势使用轨迹球时自动开启轨迹球功能，在飞行员不使用轨迹球时自动抑制轨迹球，从而保证航空器在运行过程中，轨迹球中的球体不会由于湍流、发动机机械振动等影响而跟随振动，并且能够减轻飞行员的工作负荷，提高航空器的安全性，此外，本发明还能够辅助飞行员建立正确使用轨迹球的姿势和习惯。
【专利说明】用于航空器光标控制系统中的轨迹球自动抑制装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种航空器光标控制系统领域的一种光标控制方法，具体是一种用于航空器光标控制系统中的轨迹球自动抑制装置及方法。
【背景技术】
[0002]航空器光标控制系统是航空器显示控制系统中的重要子系统，主要用于控制显示控制系统的光标的移动以及进行与光标相关的输入操作。光标控制系统一般米用轨迹球作为控制光标的主要设备，通过飞行员触控轨迹球中的球体来控制光标的位置。但是，由于航空器在运行过程中会出现湍流、发动机机械振动等影响，轨迹球中的球体会跟随振动，从而导致光标发生震动甚至移动，这会给飞行带来安全隐患。为了防止这种现象的发生通常在光标控制系统中增加一个按键，当按键按下时轨迹球控制光标的功能被抑制，即使飞行员触碰轨迹球中的球体(触控球)光标也不会发生移动。但是，这种操作方法完全由人工来控制，会在飞行中给飞行员带来额外的操作，增加工作负荷，从而影响飞行的安全性。
【发明内容】
[0003]本发明针对上述现有技术的问题，本发明的发明目的在于提供一种用于航空器光标控制系统的轨迹球自动抑制装置，保证航空器在运行过程中，轨迹球中的球体不会由于湍流、发动机机械振动等影响而跟随振动，并且能够减轻飞行员的工作负荷，提高航空器的安全性。
[0004]本发明的发明目的通过以下技术方案来实现:
[0005]一种用于航空器光标控制系统中的轨迹球自动抑制装置，包含有轨迹球I，轨迹球的下方加装一个以上的用于获知飞行员的手掌是否覆盖于轨迹球之上光电传感器2和一个以上的用于获取飞行员手掌到轨迹球的距离距离传感器3。
[0006]优选地，所述光电传感器和距离传感器各为三个，按三角形形状摆放。
[0007]优选地，所述轨迹球附近安装一个用来强制启动轨迹球的按键4。
[0008]本发明的另一目的在于提供轨迹球自动抑制装置的抑制方法，包含以下步骤:
[0009]I)、通过光电传感器2获知飞行员的手掌是否覆盖于轨迹球I之上；
[0010]2)、通过距离传感器3获取飞行员手掌到轨迹球I的距离；
[0011]3)、通过飞行员手掌与轨迹球的距离和其手掌对轨迹球的覆盖情况，经过逻辑判断后自动检测飞行员是否在使用轨迹球，从而实现轨迹球的自动抑制功能。
[0012]依据上述特征，光电传感器2获知飞行员的手掌是否覆盖于轨迹球之上方法为:设P为轨迹球上的光电传感器2的光感应阈值,当光电传感器2感应的光强低于P时光电传感器2输出I表不手掌覆盖于轨迹球,否则输出O。
[0013]依据上述特征，距离传感器3获取飞行员手掌到轨迹球的距离的方法为:设D为轨迹球上距离传感器3的距离感应阈值，当距离传感器3感应的距离小于D时，距离传感器输出I表示手掌接近于轨迹球，否则输出O。[0014]依据上述特征，所述的逻辑判断为:相邻的光电传感器2与距离传感器3组成一个单元，任意二组单元之间先进行与运算，再将所有的与运算结果进行或运算，如果结果为0，则认为飞行员手掌离开轨迹球，此时，轨迹球的光标抑制控制功能开启，轨迹球失去控制光标的能力；结果为1，则认为飞行员手掌以正确的姿势握住轨迹球，此时，打开轨迹球的光标控制功能。飞行员可以通过轨迹球正常的操控光标。
[0015]优选地，抑制方法中还包括步骤4)、当用户按下用来强制启动轨迹球的按键4后，无论光电传感器2和距离传感器3是否正常工作，轨迹球均可以操作光标。
[0016]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0017]能够在飞行员以正确姿势使用轨迹球时自动开启轨迹球功能，在飞行员不使用轨迹球时自动抑制轨迹球，从而保证航空器在运行过程中，轨迹球中的球体不会由于湍流、发动机机械振动等影响而跟随振动，并且能够减轻飞行员的工作负荷，提高航空器的安全性，此外，本发明还能够辅助飞行员建立正确使用轨迹球的姿势和习惯。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明一种用于航空器光标控制系统中的轨迹球自动抑制装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了 详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0020]如图1所示，在轨迹球I上安装光电传感器2和距离传感器3。由于光电传感器、距离传感器种类繁多，为了便于说明，本发明只关注光电传感器、距离传感器的功能，而不关注其具体的物理实现方式。本实施例中设置三个光电传感器P1, P2, P3和距离传感器Cl1, d2, d3，对于本领域的技术人员来说，可以根据需要设置若干个光电传感器及若干个距离传感器。设P为光电传感器的光感应阈值，当光电传感器Pi感应的光强低于P时光电传感器口1输出1，否则Pi输出O。设D为距离传感器距离感应阈值，当距离传感器屯感应的距离小于D时，距离传感器Cli输出1，否则Cli输出O。P和D的取值需要根据机舱内的使用条件来具体确定。光电传感器和距离传感器的内部参数需要根据P和D的值来做出相应修改，以满足上述的输出需求。
[0021]本实施例中采用的D=I厘米。本实施例中光电传感器使用(XD (charge coupleddevice,电荷耦合装置)，因此P的取值采用C⑶所获取图像的灰度平均值(灰度值的取值一般为O到255)作为光电传感器的感光度，这里P=15。
[0022]光电传感器2和距离传感器3以一定的频率进行扫描，设扫描频率为H，这里使用的H为30Hz。
[0023]相邻的光电传感器2与距离传感器3组成一个单元，任意二组单元之间先进行与运算，再将所有的与运算结果进行或运算，例如光电传感器P1, P2, P3和距离传感器Cl1, d2, d3满足(其中，运算符“ I ”为或运算，运算符“&”为与运算):
[0024](pj&d^pa&da) | (p^d^pg&dg) | (p2&d2&p3&d3) =1[0025]则认为飞行员手掌以正确的姿势握住轨迹球，此时，打开轨迹球的光标控制功能。飞行员可以通过轨迹球正常的操控光标。
[0026]当光电传感器Pl，P2, P3和距离传感器Cl1, d2, d3满足(其中，运算符“ I ”为或运算，运算符“&”为与运算):
[0027](pj&d^pa&da) | (p^d^pg&dg) | (p2&d2&p3&d3) =0
[0028]则认为飞行员手掌离开轨迹球，此时，轨迹球的光标抑制控制功能开启，轨迹球失去控制光标的能力。任何触动轨迹球球体的行为均不会造成光标的移动或出现。
[0029]此外，在轨迹球附近安装一个用来强制启动轨迹球的按键4，当此按键按下后，无论光电传感器和距离传感器是否正常工作，此时，轨迹球均可以操作光标。该按键用来防止在加装的传感器出现故障时造成轨迹球`无法使用的情况发生。
【权利要求】
1.一种用于航空器光标控制系统中的轨迹球自动抑制装置，包含有轨迹球(1)，其特征在于，所述轨迹球的下方加装一个以上的用于获知飞行员的手掌是否覆盖于轨迹球之上光电传感器(2)和一个以上的用于获取飞行员手掌到轨迹球距离的距离传感器(3)。
2.根据权利要求1所述的轨迹球自动抑制装置，其特征在于，所述光电传感器和距离传感器各为三个，按三角形形状摆放。
3.根据权利要求1或2所述的轨迹球自动抑制装置，其特征在于所述轨迹球附近安装一个用来强制启动轨迹球的按键(4)。
4.根据权利要求1所述的轨迹球自动抑制装置的抑制方法，包含以下步骤: 1)、通过光电传感器(2)获知飞行员的手掌是否覆盖于轨迹球之上； 2)、通过距离传感器(3)获取飞行员手掌到轨迹球的距离； 3)、通过飞行员手掌与轨迹球的距离和其手掌对轨迹球的覆盖情况，经过逻辑判断后自动检测飞行员是否在使用轨迹球，从而实现轨迹球的自动抑制功能。
5.根据权利要求4所述的抑制方法，其特征在于所述步骤I)中，光电传感器(2)获知飞行员的手掌是否覆盖于轨迹球之上方法为:设P为轨迹球上的光电传感器(2)的光感应阈值，当光电传感器(2)感应的光强低于P时光电传感器(2)输出I表不手掌覆盖于轨迹球，否则输出O。
6.根据权利要求4所述的抑制方法，其特征在于所述步骤2)中，距离传感器(3)获取飞行员手掌到轨迹球的距离的方法为:设D为轨迹球上距离传感器(3)的距离感应阈值，当距离传感器(3)感应的距离小于D时，距离传感器输出I表示手掌接近于轨迹球，否则输出O。
7.根据权利要求4所述的抑制方法，其特征在于所述步骤3)中，所述的逻辑判断为:相邻的光电传感器(2)与距离传感器(3)组成一个单元，任意二组单元之间先进行与运算，再将所有的与运算结果进行或运算，如果结果为O，则认为飞行员手掌离开轨迹球，此时，轨迹球的光标抑制控制功能开启，轨迹球失去控制光标的能力；结果为1，则认为飞行员手掌以正确的姿势握住轨迹球，此时，打开轨迹球的光标控制功能，飞行员可以通过轨迹球正常的操控光标。
8.根据权利要求4所述的抑制方法，其特征在于还包括步骤4)、当用户按下用来强制启动轨迹球的按键(4)后，无论光电传感器(2)和距离传感器(3)是否正常工作，轨迹球均可以操作光标。
【文档编号】G06F3/0354GK103777787SQ201410005054
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月6日 优先权日:2014年1月6日
【发明者】翟鸣, 顾海波 申请人:中国航空无线电电子研究所