专利名称：生成航线可视地形显示的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及飞行器驾驶舱显示器，尤其涉及用于在飞行器驾驶舱显 示器上显示地形地图的方法和系统。
背景技术：
在飞行期间和在飞行计划期间，至少一些已知飞行器包括使用辅助导航 和环境意识(situational awareness)的制图(chart)的驾驶舱显示器。制图通常被 用于各种方面的飞行和飞行计划，因此可以包括不必用于特定当前飞行段或 者任务但是对于当制图用于不同任务时的期间而包含的数据。例如，在飞行 或飞行计划的特定方面，驾驶艙显示器上的地形描绘(terraindepiction)添加可 能不提高环境意识的信息。当制图符号被覆盖到地形描绘时，地形描绘往往 可以减少制图符号的特征。所显示的但是不必用于当前操作的信息往往在制 图环境中产生信息超载。对当前操作不重要的额外信息往往在机组人员中生 成混淆。
发明内容
在一个实施例中， 一种对飞行器显示航线可视地形显示(en-route visible terrain display)的方法，包括使用地理位置和该位置上的海拔表示地形显示 的每个像素，每个像素还使用颜色值和灰度值中的至少一个被进一步表示； 接收最小海拔值；将由比接收到的最小海拔值小的海拔值表示的像素的颜色 值和灰度值中的至少一个设定为统一值；和显示该航线可视地形显示，从而 表示包括小于最小海拔值的海拔值的地形的像素以统一值被显示，因此显示 的非拥挤地形、主导航区域更容易可读。
在另一实施例中， 一种飞行器的显示系统包括航线可视地形显示屏幕， 被配置成显示代表正由飞行器穿过的区域的航线可视地形显示；和在代表小 于可选最小海拔值的海拔的航线可视地形显示的区域中显示的航线可视地形 显示上的单色覆盖图。
在又一个实施例中，提供了一种包括航线可视地形显示的环境意识系统。 该环境意识系统包括数据库，用于存储关于一部分地球表面的数字海拔模型 的数据，所述模型包括多个像素，所述数字海拔模型包括与每个像素相关的 位置坐标和海拔值。该航线可视地形显示还包括耦接到数据库的处理器，其 中该处理器被配置成接收与至少一个像素相关的位置坐标和海拔值；接收 在航线可视地形显示上显示的至少一个像素的最小海拔值；基于海拔值与接 收到的最小海拔值的比较，确定至少一个像素的颜色值和灰度值中的至少一 个；和使用位置坐标以及所确定的颜色值和灰度值中的至少一个，在航线可 视地形显示上显示包括多个至少 一个像素的阴影地形地图。
图1是根据本发明实施例的包括至少一个显示屏幕的示例性飞行器驾驶 舱显示面板的正向透视图2是地球表面的示例性范围的地形地图像；
图3是根据本发明实施例的示例性航线制图显示的图解；和
图4是根据本发明实施例的生成航线可视地形显示的示例性方法的流程
具体实施例方式
图1是^f艮据本发明实施例的包括至少一个显示屏幕102的示例性飞行器 驾驶抢显示面板100的正向透视图。在该示例性实施例中，显示屏幕被放置 在飞行器驾驶舱显示面板100上。在替换的实施例中，显示屏幕102被放置 在位于飞行器的驾驶抢中的辅助面板(未示出)上。在飞行器操作期间，飞行器 的飞行员和/或副驾驶员可使用显示屏幕102进行查看。显示屏幕102可被用 来查看电子乘机旅行手提包(electronic flight bag)(未示出)中包含的数据，该电 子乘机旅行手提包可具体为独立(standalone)的装置，例如但是不限于PDA或 者膝上PC,或者可具体为在作为飞行器的子系统的一部分的处理器上执行的
系统的软件组件。在示例性实施例中，电子乘机旅行手提包包括电子存储装 置，其被配置来存储诸如飞行路线等的特定飞行的所有所需和期望信息的各 种用户可配置飞行相关对象，如例如由路线点、飞机场信息、临时飞行管制 和天气信息以及与飞行相关的任何其他用户定义的对象、地面操作和/或飞行
系统的数据，基于实时接收的数据确定飞行信息，并且通过位于驾驶抢显示
面板100上的显示屏幕102以及其他听觉和/或视觉指示器来显示飞行信息和 /或警报机组人员。所述飞行信息为机组人员提供了在飞行器操作的所有阶段 期间的附加环境意识。
图2是地球表面的示例性区域的地形地图像200。地形地图像200上的 每个点或者像素由位置坐标和海拔定义。在一个实施例中，地形地图像200 上的每个像素被表示为以地球中心为中心的球体上的地理位置，其中该球体 的外围对应于平均海平面。在示例性实施例中，使用笛卡儿坐标系统，然而 坐标系统不只限于笛卡儿系统，而是可以使用能够执行此处所述的功能的任 何合适的坐标系统。每个像素定位于沿着第一轴202的值和沿着第二轴204 的值的交叉点。该像素由沿着第三轴206的值或者海拔进一步定义。
图3是根据本发明实施例的示例性航线制图显示300的图解。在该示例 性实施例中，制图显示300包括地形地图302和制图符号覆盖图(chart symbol overlay)304。地形地图302包括特定感兴趣区域、例如飞行器正穿过的区域 的地形的三维表示。地形地图302为操作飞行器的机组人员提供环境意识。
制图符号覆盖图304包括描绘助航系统的符号、助航信息箱、路线点、 VOR幅射位置线(radials)、飞机场、专用领空、诸如空中航线标识的空中航线 /路线数据、方位或者半径、英里数和海拔高度。制图符号覆盖图304也包括 描绘偏离路线障碍清除海拔高度(ORACA)的符号。由于在操作期间制图符号 覆盖图304的符号被覆盖在制图显示300上的地形地图302的顶部，因此地 形和符号的组合可能产生混乱的视觉描绘，这对机组人员来说在飞行操作和/ 或飞行计划期间难以有效地进行彻底了解。
在示例性实施例中，包括地形地图302的像素的海拔坐标与可选择的阈 值进行比较。如果海拔坐标表示小于被选阈值的海拔，则像素颜色用背景颜 色或者被预先确定来提供颜色对比度的灰度强度和/或包含表示比被选阈值 大的海拔的海拔坐标的像素的灰度强度来代替。示例性方法电子模拟某个拥
挤地形区域的所看所感以及最后制图，从而该制图的主导航区域是统一背景
颜色，同时在最近的插入地形中留下阴影。在示例性实施例中，经由API函 数设定地形可视处的最小海拔阈值。API函数可被用来设定颜色图、光源和 等高间隔。
图4是根据本发明实施例的生成航线可视地形显示的示例性方法400的 流程图。方法400包括使用地理位置和球体表面上的海拔表示402航线可视 地形显示的每个像素，每个像素使用颜色值和灰度值被进一步表示。从用户 接收404最小海拔值，或者可以从飞行信息系统接收最小海拔值，该飞行信 息系统根据飞行器操作和当前位置及方向确定最小海拔值。方法400包括将 由小于接收到的最小海拔值的海拔值表示的像素的颜色值和灰度值中的至少 一个设定为统一值。包括地形显示的每个像素的颜色值或灰度级被预先确定 来帮助与航线可视地形显示上显示的其他元素的视觉对比。例如，基于驾驶 舱的照明、日时、飞行相对于太阳方位角的方向、和/或能够影响机组人员有 效地认识航线可视地形显示上显示的特征的能力的其他因素，可以选择航线 可视地形显示的亮度控制和颜色再现(rendition)。在一些情况中，机组人员可 以改变统一值的颜色或者灰度级。颜色或者灰度级也可以基于对周围发光条 件的最优颜色或灰度级的确定通过软件选择来控制。航线可视地形显示被显 示，从而表示包括小于最小海拔值的海拔值的地形的像素以统一值被显示。 表示被选最小海拔以下的海拔的像素的统一值为在航线可视地形显示的主导 航区域中显示的制图符号便于提供整齐的背景。这种整齐的显示便于机组人 员意识并且往往会减少由于混乱引起的混淆。
用于生成航线可视地形显示的上述方法和系统成本被有效控制并且高度 可靠。将处于小于最小海拔的海拔处的地形表示为统一颜色或者灰度减少了 在制图环境中发生的信息超载，从而提高了安全性并且使得不拥挤地形不易 混淆，显示的主导航区域更可靠。因此，生成航线可视地形显示的方法和系 统以成本被有效控制以及可靠的方式便于导航和环境意识。
尽管在各个特定实施例方面已经描述了本发明，但是本领域的普通技术
人员将会意识到在权利要求的精神和范畴内可以修改本发明。
权利要求
1.一种对飞行器显示航线可视地形显示的方法，包括使用地理位置和该位置上的海拔来表示地形显示的每个像素，每个像素还使用颜色值和灰度值中的至少一个被进一步表示；接收最小海拔值；将由比接收到的最小海拔值小的海拔值表示的像素的颜色值和灰度值中的至少一个设定为统一值；和显示该航线可视地形显示，从而表示包括小于最小海拔值的海拔值的地形的像素以统一值被显示，因此显示的非拥挤地形、主导航区域更容易可读。
2. 如权利要求1所述的方法，其中显示飞行器的航线可视地形显示包括 在飞行计划模式期间显示飞行器的航线可视地形显示。
3. 如权利要求l所述的方法，其中接收最小海拔值包括接收用户选择 的最小海拔值。
4. 如权利要求l所述的方法，其中接收最小海拔值包括接收从飞行计 划确定的最小海拔值。
5. 如权利要求l所述的方法，其中接收最小海拔值包括接收从飞行计 划确定的最小海拔值，从而飞行器的预期行进的路线在以统一值显示的像素 的范围区域内。
6. 如权利要求l所述的方法，其中飞行计划包括飞行器的预期行进的路 线，所述路线包括多个段，并且其中接收最小海拔值包括接收从飞行计划确 定的最小海拔值，从而飞行器的预期行进的下一段路线在以统一值显示的像 素的区域之内。
7. 如权利要求l所述的方法，还包括显示在航线可视地形显示上重叠 的多个制图符号。
8. 如权利要求l所述的方法，还包括显示在航线可视地形显示上重叠 的多个领航图符号。
9. 如权利要求l所述的方法，其中显示航线可视地形显示包括基于当前 日时选择统一值。
10. 如权利要求l所述的方法，其中显示航线可视地形显示包括基于当 前驾驶舱照明选择统 一值。
11. 一种飞行器的显示系统，包括航线可视地形显示屏幕，被配置成显示代表正由飞行器穿过的区域的航 线可视地形显示；和在代表小于可选最小海拔值的海拔的航线可视地形显示的区域中显示的 航线可视地形显示上的单色覆盖图。
12. 如权利要求11所述的系统，其中所述单色覆盖图包括具有与该单色 覆盖图中的每个其他像素的颜色值基本相等的颜色值的多个像素。
13. 如权利要求11所述的系统，其中所述单色覆盖图包括具有与该单色 覆盖图中的每个其他像素的灰度值基本相等的灰度值的多个像素。
14. 如权利要求11所述的系统，其中所述单色覆盖图包括具有可由用户 选择的灰度值和颜色值中的至少 一个的多个像素。
15. 如权利要求11所述的系统，其中所述最小海拔值可由用户选择。
16. 如权利要求11所述的系统，其中所述最小海拔值从飞行计划确定。
17. 如权利要求11所述的系统，其中所述单色覆盖图包括具有统一颜色 值和统一灰度值中的至少一个的多个像素，所述统一值是基于当前日时选择 的。
18. 如权利要求11所述的系统，其中所述单色覆盖图包括具有统一颜色 值和统一灰度值中的至少一个的多个像素，所述统一值是基于当前驾驶舱照 明选择的。
19. 一种包括航线可视地形显示的环境意识系统，包括数据库，用于存储关于一部分地球表面的数字海拔模型的数据，所述模 型包括多个像素，所述数字海拔模型包括与每个像素相关的位置坐标和海拔 值；和耦接到数据库的处理器，该处理器被配置成接收与至少一个像素相关的位置坐标和海拔值； 接收在航线可^L地形显示上显示的至少一个像素的最小海拔值； 基于海拔值与接收到的最小海拔值的比较，确定至少一个像素的颜色值和灰度值中的至少一个；和使用位置坐标以及所确定的颜色值和灰度值中的至少 一个，在航线可视地形显示上显示包括多个至少 一个像素的阴影地形地图。
20. 如权利要求19所述的环境意识系统，其中所述多个像素形成统一颜色或灰度的区域。
21.如权利要求19所述的环境意识系统，其中所述处理器被进一步配置 成在航线可视地形显示上显示导航制图符号。
全文摘要
提供了一种对飞行器显示航线可视地形显示的方法。该方法包括使用地理位置和该位置的海拔表示地形显示的每个像素，每个像素还使用颜色值和灰度值中的至少一个被进一步表示；接收最小海拔值；将由比接收到的最小海拔值小的海拔值表示的像素的颜色值和灰度值中的至少一个设定为统一值；和显示该航线可视地形显示，从而表示包括小于最小海拔值的海拔值的地形的像素以统一值被显示，因此显示的非拥挤地形、主导航区域更容易可读。
文档编号G01C23/00GK101346605SQ200680048685
公开日2009年1月14日 申请日期2006年12月12日 优先权日2005年12月22日
发明者斯文·D·阿斯彭 申请人:波音公司