CN105783910A - 用于生成提供跑道错觉缓解的显示的显示系统和方法 - Google Patents

Abstract

本文公开了用于生成提供跑道错觉缓解的显示的显示系统和方法。用于生成显示的示例性方法包括如下步骤：确定进场跑道附近的飞行器的位置；取回关于进场跑道附近的地形数据并且取回关于进场跑道的跑道数据；通过分析地形数据和跑道数据来确定跑道错觉效果的存在。方法还包括如下步骤：根据地形数据和跑道数据在飞行显示上再现图形地形图像并再现图形跑道图像以及在飞行显示上再现图形跑道错觉缓解对象。

Description

用于生成提供跑道错觉缓解的显示的显示系统和方法

技术领域

本公开一般地涉及用于在飞行器环境中生成显示的飞行器显示系统和方法。更具体地，本公开涉及用于生成提供跑道错觉缓解的显示的显示系统和方法。

背景技术

在飞行器进场（approach）到跑道以着陆期间，飞行人员将飞行器维持处于相对于其在跑道上的意图的触地点适当的角度是合期望的。应当将经常被称为滑行坡或滑行路径的此进场线维持在相对窄的限制内基本上恒定，并且应当相对于预期触地的同一给定点来测量该线。与此进场线的任何实质变化可引起飞行器撞击诸如树木或电力线之类的障碍物，或者可由于不正确地选择的触地点而引起在跑道末端不足或朝向其相对端危险地沿着跑道在远处的点处飞行器到跑道上的触地。在仪表进场操作中，由诸如基于地的滑行斜坡信号（glideslopesignal）之类的仪表引导维持滑行路径角度。然而，在视觉进场操作中，飞行人员可以使用外部视觉对象作为参考来维持正确的滑行路径。

当环境和跑道条件相对于飞行人员在视觉操作中的预期而修改飞行人员对环境和跑道的感知时，发生视觉错觉。视觉错觉影响飞行人员的垂直和水平态势感知，尤其是在当飞越“基本边（baseleg）”（垂直于跑道取向）时的视觉进场到跑道期间、当从基本边转到“最终进场”（与跑道取向对准）时，以及在最终进场期间。视觉错觉可引发引起飞行器偏离原始和所意图的垂直或横向飞行路径的飞行人员输入，并且这可导致跑道不足的着陆、硬着陆或冲出跑道（runwayoverrun）。

因此，提供提供跑道错觉缓解的系统和方法将是合期望的。而且，在由飞行的跑道进场阶段期间的飞行可访问的飞行显示的上下文中容易地提供此类系统和方法将是合期望的。此外，根据结合附图和前面的技术领域和背景技术而进行的后续具体实施方式和所附的权利要求，示例性实施例的其它期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

本文公开了用于生成提供跑道错觉缓解的显示的显示系统和方法。在示例性实施例中，显示系统包括确定在进场的跑道附近的飞行器的位置和取向的导航子系统、存储关于进场的跑道附近的地形数据的地形数据库和存储关于进场的跑道的跑道数据的跑道数据库，以及通过分析地形数据和跑道数据来确定跑道错觉效果的存在的、与导航子系统和地形和跑道数据库通信地耦合的处理器。该系统还包括根据地形数据和跑道数据在飞行显示上再现（render）图形地形图像和图形跑道图像并且还在飞行显示上再现图形跑道错觉缓解对象的、与地形和跑道数据库和处理器通信地耦合的图形显示子系统。

在另一示例性实施例中，用于生成显示的方法包括步骤：确定在进场的跑道附近的飞行器的位置和取向；取回关于进场的跑道附近的地形数据并取回关于进场的跑道的跑道数据；通过分析地形数据和跑道数据来确定跑道错觉效果的存在。该方法还包括步骤：根据地形数据和跑道数据在飞行显示上再现图形地形图像并再现图形跑道图像，并且在飞行显示上再现图形跑道错觉缓解对象。

附图说明

下文中将结合以下绘制图形来描述本公开，其中类似的数字表示类似的元件，并且其中：

图1是根据示例性实施例的飞行显示系统的功能框图；

图2是可再现在图1的飞行显示系统上的示例性飞行显示；

图3A是根据示例性实施例的提供具有针对下坡地形条件的跑道错觉缓解对象的跑道错觉缓解的示例性飞行显示；

图3B是提供用于更好地理解图3A的飞行显示的跑道错觉缓解对象（objection）和下坡地形条件的侧面轮廓视图；

图4A是根据示例性实施例的提供具有针对上坡地形条件的跑道错觉缓解对象的跑道错觉缓解的示例性飞行显示；

图4B是提供用于更好地理解图4A的飞行显示的跑道错觉缓解对象（objection）和上坡地形条件的侧面轮廓视图；

图5是根据示例性实施例的提供具有针对跑道长宽比条件的跑道错觉缓解对象的跑道错觉缓解的示例性飞行显示；

图6A是根据示例性实施例的提供具有针对上坡跑道条件的跑道错觉缓解对象的跑道错觉缓解的示例性飞行显示；

图6B是提供用于更好地理解图6A的飞行显示的跑道错觉缓解对象（objection）和上坡跑道条件的侧面轮廓视图；

图7A是根据示例性实施例的提供具有针对下坡跑道条件的跑道错觉缓解对象的跑道错觉缓解的示例性飞行显示；

图7B是提供用于更好地理解图7A的飞行显示的跑道错觉缓解对象（objection）和下坡跑道条件的侧面轮廓视图；

图8是根据示例性实施例的提供具有针对跑道照明条件的跑道错觉缓解对象的跑道错觉缓解的示例性飞行显示；以及

图9是根据结合图3A、4A、5、6A、7A或8而描绘的实施例中的任何实施例的用于生成提供跑道错觉缓解的飞行显示的方法的框图。

具体实施方式

以下具体实施方式本质上仅仅是说明性的并且并不意图限制主题的实施例或者此类实施例的应用和使用。不一定要将本文描述为示例性的任何实施方式解释为相比于其它实施方式是优选的或有利的。此外，不存在由前面的技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中所提出的任何明示或默示理论来进行限制的意图。

广为人知，在各种环境和跑道条件下到跑道的视觉进场期间发生跑道错觉。一个此类条件是紧接在跑道的进场末端前的上坡或下坡的地形的存在。进场区中的上坡斜坡或跑道的进场末端处地形的下降（drop-off）在进场上创建过高的错觉。进场区中的下坡斜坡在进场上创建过低的错觉。另一条件是不同于飞行人员惯于所看见事物的跑道的长宽比或跑道尺寸。跑道长宽比（即，相对于其宽度的其长度）影响飞行人员对跑道的视觉透视视图。宽或短的跑道（低长宽比）在进场上创建过低的错觉。窄或长的跑道（高长宽比）在进场上创建过高的错觉。又一条件是上坡或下坡的跑道。上坡的斜坡在进场上创建过高的错觉（陡的滑行路径的印象）。下坡的斜坡创建过低的错觉（浅的滑行路径的印象）。而且，在跑道在跑道的中间部分具有土堆的情况下，可能体验两种错觉。再者，另一条件涉及晚间跑道照明。明亮的跑道灯创建更接近跑道的错觉，而低强度的灯创建离得更远的错觉。跑道灯的非标准间距也修改了飞行人员对跑道距离和滑行路径的知觉。如果跑道照明部分可见（例如，在“顺风边（downwindleg）”（平行于跑道取向）期间或在视觉或盘旋进场的基本边期间），则跑道可能看起来离得更远或处于不同角度。在一些实例中，合成视觉系统（SVS）通过仅仅不显示灯来解决跑道照明错觉。本公开中还提出了其它方法。

本文描述的实施例一般地阐述用于生成提供相对于至少前述跑道错觉条件的跑道错觉缓解的显示的显示系统和方法。由于现今许多飞行器装备有飞行舱板（或座舱）显示系统，所以在一个实施例中，通过飞行器的飞行舱板显示来提供跑道错觉缓解。下面结合图1和2简略地阐述适合于供本公开的实施例使用的示例性飞行舱板显示系统的架构。相对于这些图，本文可就功能和/或块部件并且参考可由各种计算部件或设备执行的操作、处理任务和功能的符号表示来描述技法和技术。此类操作、任务和功能有时称为是计算机执行的、计算机化的、软件实施的或计算机实施的。实际上，一个或多个处理器设备可以通过操纵表示系统存储器中的存储器位置处的数据位的电学信号以及信号的其它处理来执行所述的操作、任务和功能。应当认识到的是可由配置成执行指定功能的任何数目的硬件、软件和/或固件部件来实现图中所示的各种块部件。

首先参照图1，本文描绘了并且将描述示例性飞行舱板显示系统100。系统100包括用户接口102、处理器104、一个或多个地形数据库106、一个或多个导航数据库108、一个或多个跑道数据库110、一个或多个障碍物数据库112）、各种传感器113、各种外部数据源114以及显示设备116。用户接口102与处理器104可操作地进行通信并且被配置成从用户109（例如，飞行员或飞行人员）接收输入，并且响应于用户输入，向处理器104供应命令信号。用户接口102可以是各种已知用户接口设备中的任何一个或组合，包括但不限于光标控制设备（CCD）107，诸如鼠标、轨迹球或操纵杆，和/或键盘、一个或多个按钮、开关或旋钮。在所描绘的实施例中，用户接口102包括CCD107和键盘111。用户109尤其使用CCD107来在显示屏幕（参见图2）上移动光标符号，并且尤其可使用键盘111来输入文本数据。

处理器104可以是众多已知通用微处理器中的任何一个或响应于程序指令而操作的专用处理器。在所描绘的实施例中，处理器104包括机载（on-board）RAM（随机存取存储器）103和机载ROM（只读存储器）105。可将控制处理器104的程序指令存储在RAM103和ROM105的任一个或两者中。例如，可将操作系统软件存储在ROM105中，而可将各种操作模式软件例程和各种操作参数存储在RAM103中。将认识到的是这仅仅是用于存储操作系统软件和软件例程的一个方案的示例，并且可实施各种其它储存方案。还将认识到的是可使用各种其它电路而不仅仅是可编程处理器来实施处理器104。例如，还可以使用数字逻辑电路和模拟信号处理电路。

不管如何具体地实施处理器104，其都与地形数据库106、导航数据库108和显示设备116可操作地通信，并且被耦合成从各种传感器113接收各种类型的惯性数据，并且从外部数据源114接收各种其它航空电子相关的数据。处理器104响应于惯性数据和航空电子相关数据而被配置成选择性地从地形数据库106中的一个或多个取回地形数据并且从导航数据库108中的一个或多个取回导航数据，并且向显示设备116供应适当的显示命令。显示设备116响应于显示命令而选择性地再现各种类型的文本、图形和/或图标信息。

地形数据库106包括表示飞行器正在其上面飞行的地形的各种类型的数据，并且导航数据库108包括各种类型的导航相关数据。这些导航相关数据包括各种飞行计划相关数据，诸如例如航路点、航路点之间的距离、航路点之间的航向、关于不同机场的数据、导航辅助、特殊用途的空域、政治边界、通信频率和飞行器进场信息。将认识到的是，尽管为了清楚和方便起见，将地形数据库106、导航数据库108、跑道数据库110和障碍物数据库112示为与处理器104分开地存储，但是可以将这些数据库106、108、110、112的任一个或两者的全部或部分加载到RAM103中，或者将其整体地形成为处理器104和/或RAM103和/或ROM105的一部分。数据库106、108、110、112还可以是与系统100物理地分开的设备或系统的一部分。

可使用用于供应各种类型的惯性数据的、现在已知或将来开发的各种类型的惯性传感器、系统和或子系统来实施传感器113。惯性数据也可以变化，但优选地包括表示飞行器状态的数据，诸如例如飞行器速度、航向、高度和姿态。外部数据源114的数目和类型也可以变化。例如，外部系统（或子系统）可包括例如飞行指挥仪和导航计算机，仅举出其中几个。

GPS接收机122是多通道接收机，其中将每个通道调谐成接收由绕地球轨道运行的GPS卫星（未示出）的星座发射的GPS广播信号中的一个或多个。每颗GPS卫星每天环绕地球两次，并且布置轨道使得至少四颗卫星总是在从地球上几乎任何地方的视线内。GPS接收机122在从至少三颗，并且优选地为四颗或更多GPS卫星接收到GPS广播信号时，确定GPS接收机122和GPS卫星之间的距离以及GPS卫星的位置。

基于这些确定，GPS接收机122使用已知为三边测量的技术来确定例如飞行器位置、地速和地面航迹角。可以将这些数据供应到处理器104，其可以用基于GPS的仪表方法从那里确定飞行器滑行斜率与其的偏差。在一些实施方式中，还将ILS接收机118合并作为飞行器航空电子的通用部分，但是其在本文提供的公开的实施例中并不直接涉及。

如上面指出的，显示设备116响应于由处理器104供应的显示命令而选择性地再现各种文本、图形和/或图标信息，并且由此向用户109供应视觉反馈。将认识到的是，可使用适合于以由用户109可观看的格式再现文本、图形和/或图标信息的众多已知显示设备中的任何一个来实施显示设备116。此类显示设备的非限制性示例包括各种阴极射线管（CRT）显示器和各种平板显示器，诸如各种类型的LCD（液晶显示器）和TFT（薄膜晶体管）显示器。可附加地将显示设备116实施为面板安装显示器、HUD（抬头显示器）投影或众多已知技术中的任何一个。另外应注意到，可将显示设备116配置为众多类型的飞行器飞行舱板显示器中的任何一个。例如，可将其配置为多功能显示器、水平位置指示器或垂直位置指示器，仅举出几个。然而，在所描绘的实施例中，显示设备116被配置为主飞行显示器（PFD）。

参照图2，描绘了由显示设备116响应于来自处理器104的适当显示命令所再现的示例性文本、图形和/或图标信息。应看到，显示设备116再现优选为三维透视视图的飞行器前方的地形202的视图、高度指示器204、空速指示器206、姿态指示器208、指南针212和经延伸的跑道中心线214。在一些应用中，可提供飞行路径矢量指示器216，但这是可选特征。指南针212包括飞行器图标218和标识当前航向的航向标记220（示出了174度的航向）。当显示设备116的中心操作于以当前航迹为中心的模式中时，将附加的当前航向符号228设置在零俯仰（pitch）参考线230上以表示当前飞行器航向。显示设备116的中心表示飞行器正在移动的地方并且零俯仰参考线230上的航向符号228表示当前航向方向。在飞机符号218表示目前横向位置的情况下，可以在航向向上或航迹向上模式中示出指南针212。应注意，正确装备的飞行器上的飞行路径矢量（FPV）信息可以提供对当前飞行器轨道的高度准确的指示。当与SVS或HUD一起使用时，FPV信息将是利用正确的飞行路径引导飞行人员到进场目标的主要元素。在具有较少精确飞行路径信息的飞行器平台中，尽管可以基于当前飞行器位置和取向数据而可获得SVS类型显示，但是不使用或不再加以强调（deemphasize）FPV。在没有诸如SVS或HUD之类的视觉显示的飞行器平台中，FPV信息对于飞行人员不是直接可获得的。通常以图形或数字格式来提供表示例如滑行斜率、高度计设置和导航接收机频率的附加信息（未示出）。

例如由处理器104使用来自导航数据库108、传感器113和外部数据源114的数据来确定期望的飞行器方向。然而，将认识到的是可以由一个或多个其它系统或子系统并且根据由飞行器内的或外部的众多其它系统或子系统中的任何一个供应的数据或信号来确定期望的飞行器方向。

在特定的非限制性实施例中，可将飞行舱板显示系统100提供为合成视觉系统。如本领域中已知的，诸如飞行器之类的许多交通工具通常装备有一个或多个视觉增强系统以传达飞行路径和/或飞行管理信息。此类视觉增强系统被设计和配置成当在诸如但不限于黑暗和天气现象的、减小飞行员从座舱的视域的条件下飞行时，则帮助飞行员。视觉增强系统的一个示例已知为合成视觉系统（下文“SVS”），其可被更一般地描述为飞行器的动态条件子系统。在美国专利号7,352,292中公开了合成视觉系统的示例。另外，由美国新泽西州莫里斯镇的霍尼韦尔国际公司制造的冠以产品名SmartView?的示例性合成视觉系统可用于出售。因此，在下面描述的任何实施例中，显示系统100上提供的显示116可以是SVS的集成功能。

图3A、4A、5、6A、7A和8描绘了根据本公开的示例性实施例的可被显示在显示设备116上的跑道错觉缓解对象的图形再现。为了容易说明和理解，已经将图3A、4A、5、6A、7A和8的图形再现简化成仅包括地形202、跑道226、和跑道错觉缓解对象（如下面将更详细地描述的）。然而，应当认识到的是，也可将每个实施例中的显示设备116理解成其上已经再现上面关于图2而描述的附加特征中的一些或全部（例如，高度指示器204、空速指示器206、姿态指示器208、指南针212、经延伸的跑道中心线214、飞行路径矢量指示器216等），然而在以下图中不将分开地图示这些特征。

首先转到图3A，此图是根据示例性实施例提供具有针对下坡地形条件的跑道错觉缓解对象300的跑道错觉缓解的示例性飞行显示116。如图3A中一般地描绘的，跑道226前方的地形202是下坡，其如上面所指出的在进场上创建过低的错觉。跑道错觉缓解对象300在显示116上被再现为四边形对象，其与跑道226共面且从跑道入口朝向飞行器位置向前延伸。与跑道的共面性引起对象300延伸“进入”跑道入口前方的下坡地形202。因此，显示116引起对象300上的下坡地形202变成半透明的（如由较细的地形线202a所指示的），使得地形202和对象300两者同时可见。还提供图3B以用于读者对图3A的改进的理解，并且出于展示对象300关于跑道226和地形202的所意图的视角的目的而描绘了地形202、跑道226和错觉缓解对象300的“说明性”侧视图。应当指出的是图3B实际上不是根据本公开的显示并且在任何时刻不显示给飞行人员，而是更确切地将其提供为本公开的一部分以用于读者对图3A中所示的显示116的改进的理解。对象300通过提供在跑道226前方延伸的参考平面以允许飞行员看见跑道226的真实取向并防止地形202引起错觉效果来缓解由下坡地形引起的错觉。在替代实施例中，除了上面描述的显示之外或者作为对其的替换，可以向飞行人员发布指示跑道错觉的存在和/或类型的文本或听觉警报。

图4A是根据示例性实施例提供具有针对上坡地形条件的跑道错觉缓解对象400的跑道错觉缓解的示例性飞行显示116。如图4A中一般地描绘的，跑道226前方的地形202是上坡，其如上面指出的那样，在进场上创建过高的错觉。跑道错觉缓解对象400在显示116上被再现为与跑道226共面且从跑道入口朝向飞行器位置向前延伸的四边形对象。与跑道的共面性引起对象300延伸“越过”跑道入口前方的上坡地形202。因此，显示116引起对象400变成半透明的（如地形线202b所指示的通过对象400而可见），使得地形202和对象400两者同时可见。还提供图4B以用于读者对图4A的改进的理解，并且出于展示对象400关于跑道226和地形202的所意图的视角的目的而描绘地形202、跑道226和错觉缓解对象400的“说明性”侧视图。对象400通过提供在跑道226的前方延伸的参考平面以允许飞行员看见跑道226的真实取向并且防止地形202引起错觉效果来缓解上坡地形所引起的错觉。在替代实施例中，除了上面描述的显示之外或者作为对其的替代，可以向飞行人员发布指示跑道错觉的存在和/或类型的文本或听觉警报。

图5是根据示例性实施例提供具有针对跑道长宽比条件的跑道错觉缓解对象500的跑道错觉缓解的示例性飞行显示116。如本文所使用的，术语“跑道长宽比条件”指的是不同于飞行人员所习惯的跑道长宽比跑道长宽比。例如，如上面最初所指出的，跑道长宽比（即，相对于其宽度的其长度）影响飞行人员对跑道的视觉透视视图。宽或短的跑道（低的长宽比）在进场上创建过低的错觉。窄或长的跑道（高长宽比）在进场上创建过高的错觉。再次地，在飞行人员所习惯的内容的上下文中讨论这些长宽比。因此，在一些实施例中，“参考跑道”被预编程到系统100中并且被用作用于确定进场的跑道何时具有不同于参考跑道的长宽比的参考。可通过系统100检测哪个跑道是飞行器最经常访问的（即，“本地（home）”跑道）来自动地发生此预编程，或者可以由飞行人员手动地对其进行编程。如图5中一般地描绘的，跑道226是相对地宽的，其如上面所指出的那样，在进场上创建过低的错觉。跑道错觉缓解对象500在显示116上再现为四边形对象，其与跑道226共面、具有与预定参考跑道基本相同的长宽比以及作为半透明对象或作为轮廓被重叠在跑道226上且处于中心，使得进场的跑道226和参考跑道对象500两者同时可见。对象500通过将对象500提供为参考跑道以允许飞行员看见以飞行人员更为习惯的长宽比表示的跑道226的部分并且因此防止不同的跑道长宽比引起错觉效果来缓解由进场的跑道226的长宽比所引起的错觉。在替换实施例中，除了上面描述的显示之外或者作为对其的替代，可以向飞行人员发布指示跑道错觉的存在和/或类型的文本或听觉警报。

图6A是根据示例性实施例提供具有针对上坡跑道条件的跑道错觉缓解对象600的跑道错觉缓解的示例性飞行显示116。如图6A中一般地描绘的，跑道226下面的地形202是上坡，其如上面所指出的那样，在进场上创建过高的错觉。跑道错觉缓解对象600在显示116上再现为表示与进场的跑道226相同的大小和形状但是与上坡相对为水平斜坡的“参考跑道”的四边形对象。如图6A中所示，这在显示上给出参考跑道对象600在进场的跑道226下面从跑道入口到跑道离场点（departurepoint）深度正在增加的外观。可将对象600提供为半透明的或者其可以以轮廓形式被提供，使得进场的跑道226和参考跑道对象600两者同时可见。还提供图6B以用于读者对图6A的改进的理解，且其出于展示对象600关于跑道226和地形202的所意图的视角的目的描绘了地形202、跑道226和错觉缓解对象600的“说明性”侧视图。对象600通过提供一种被提供在与进场的跑道226相同的位置处但在水平平面上（与上坡相对）的参考跑道对象600以在其为水平的情况下则允许飞行员看见跑道226的取向并且防止跑道226下面的上坡地形202引起错觉效果来缓解由上坡跑道所引起的错觉。在替代实施例中，除了上面描述的显示之外或者作为对其的替代，可以向飞行人员发布指示跑道错觉的存在和/或类型的文本或听觉警报。

图7A是根据示例性实施例提供具有针对下坡跑道条件的跑道错觉缓解对象700的跑道错觉缓解的示例性飞行显示116。如图7A中一般地描绘的，跑道226下面的地形202是下坡，其如上面所指出的那样，在进场上创建过低的错觉。跑道错觉缓解对象700在显示116上再现为表示与进场的跑道226相同的大小和形状但与下坡相对为水平斜坡的“参考跑道”的四边形对象。如图7A中所示，这在显示上给出参考跑道对象700在进场的跑道226上从跑道入口到跑道离场点高度正在增加的外观。可将对象700提供为半透明的或者其可以以轮廓形式被提供，使得进场的跑道226和参考跑道对象700两者同时可见。还提供图7B以用于读者对图7A的改进的理解，并且出于展示对象700关于跑道226和地形202的所意图的视角的目的描绘了地形202、跑道226和错觉缓解对象700的“说明性”侧视图。对象700通过提供一种被提供在与进场的跑道226相同的位置处但在水平平面上（与下坡相对）的参考跑道对象700以在其为水平的情况下允许飞行员看见跑道226的取向并且防止跑道226下面的下坡地形202引起错觉效果来缓解由下坡跑道所引起的错觉。在替代实施例中，除了上面描述的显示之外或者作为对其的替代，可以向飞行人员发布指示跑道错觉的存在和/或类型的文本或听觉警报。

对于在其中间部分具有土堆的跑道来说，将需要图6A和7A的显示的某种组合。即，从跑道入口接近该土堆时，将存在上坡跑道条件，并且将需要跑道错觉缓解对象600被重叠在显示116的那个部分处。从该土堆朝向跑道离场点前进时，将存在下坡跑道条件，并且将需要跑道错觉缓解对象700被重叠在显示116的那个部分处。

现在转到图8，公开了根据示例性实施例提供具有针对跑道照明条件（包括进场灯和跑道边缘灯两者）的跑道错觉缓解对象的跑道错觉缓解的示例性飞行显示。如上面最初所指出的，明亮的跑道灯创建更接近跑道的错觉，而低强度灯创建离得更远的错觉。跑道灯的非标准间距也修改飞行人员对跑道距离和滑行路径的知觉。如果跑道照明部分可见（诸如，在顺风边期间或在视觉或盘旋进场的基本边期间），则跑道可能看起来离得更远或处于不同的角度。如上面最初所指出的，在一些实例中，SVS可以通过不显示照明来缓解此问题。在其它实施方式中，图8中显示在显示116上的错觉缓解对象800包括根据标准间距而隔开且跟标准取向而取向的多个跑道灯。本文关于由对机场和空中交通事务具有权限的各种管理机构所公布的指南来使用术语“标准间距”和“标准取向”，并且因此可逐个机场而不同。在一个示例中，在美国，根据联邦航空管理局（FAA）航空信息手册（AIM）第2章“航空照明和其它机场视觉辅助（AeronauticalLightingandOtherAirportVisualAids）”来确定标准跑道灯间距和配置。具有本领域普通技术的人员将知晓用于其它权限的其它规章。跑道错觉缓解对象800在显示116上再现为实质上根据控制进场的跑道226的权限标准而间隔和配置的多个灯。对象800通过提供对处于标准间距和处于标准配置的跑道226的前方照明（进场照明）和周围照明（边缘照明）的显示116来缓解由可能的非标准灯所引起的错觉。在替代实施例中，除了上面描述的显示之外或者作为对其的替代，可以向飞行人员发布指示跑道错觉的存在和/或类型的文本或听觉警报。

图9是用于生成根据上面的图3A、4A、5、6A、7A或8中提出的显示116的任何显示而提供跑道错觉缓解的飞行显示的方法的框图。方法900以检测飞行器位置的步骤901开始。这可使用上面所述的系统100并且特别是其传感器113、GPS122以及导航数据库108来实现。根据实施例，当检测到飞行器位置处于机场的视觉范围内，即在如由地形、导航和跑道数据库106、108、110确定的显示116再现跑道图像226的位置处时，发起本公开的跑道错觉缓解功能。

在此上下文中，方法900以步骤903继续，其包括取回跑道环境以用于在显示设备116上显示。再次地，如在显示设备116上再现的跑道环境通过存取来自地形、导航和跑道数据库106、108、110的数据、通过处理器104传递此类数据到显示116而被确定，如上面关于图1和2所描述的。

方法900以步骤905继续，其包括确定跑道错觉的存在。在一些实施例中，使用预定阈值来进行此确定。例如，将认识到的是，世界上没有跑道是完美地水平的，或者在其周围环境中具有完美水平的地形。因此，如果没有建立阈值，则即使在引起错觉的条件是如此轻微以致完全由飞行人员觉察不到的情况下，在每个进场期间也将显示错觉缓解对象。因此，对于跑道/地形斜率条件，可预定最小/最大斜率的阈值并将其编程到系统100中，使得只有在跑道或其环境将引起可感知的错觉效果的情况下才显示缓解对象。可将这些阈值预设在系统100的存储器103/105的存储器中，和/或它们可由飞行人员基于飞行人员偏好而可改变。作为说明性示例，阈值可以是大于+/-1度的跑道上坡/下坡。另一阈值可以是在离跑道入口半英里距离内上升/下降大于+/-100英尺的地形。又一阈值可以是与参考跑道长宽比相差大于+/-10%的跑道长宽比。再一阈值可以是与标准照明间距/配置相差大于+/-10%的跑道照明间距/配置。当然，这些阈值仅仅是用于说明目的的示例，并且技术人员将认识到根据本文提出的示例性实施例的可以适合于使用的许多其它阈值。

在确定不存在与进场的跑道有关的错觉效果的情况下，在步骤907处，照常地提供显示116，即，没有任何缓解对象的显示的跑道和周围环境。相比之下，在检测到跑道错觉（即，条件超过预定阈值）的情况下，在步骤909处，提供包括跑道和周围环境以及包括适当的跑道错觉缓解对象（例如如结合图3A、4A、5、6A、7A或8所示的且如实际上用图2中的显示116的附加特征修改的）的显示116。随着进场继续，即随着飞行器以其到跑道的进场继续，连续地更新显示116，包括跑道位置、地形位置和错觉缓解对象（如果适用），如方法900的步骤911中所示的。在其它实施例中，该方法包括在检测到视觉错觉的情况下向飞行人员生成指示视觉错觉的存在和/或类型的文本或听觉警报的步骤，这可以是除了提供显示之外的或者是对其的替换。

因此，前述公开内容已经阐述了用于生成提供跑道错觉缓解的显示的显示系统和方法的各种实施例。该系统和方法在诸如PFD或SVS之类的飞行显示上提供跑道错觉缓解对象，其允许飞行人员识别错觉效果的存在并保持对真实跑道条件的认知，由此缓解跑道错觉可能已呈显给飞行人员的任何效果。

虽然已经在前述具体实施方式中呈现了至少一个示例性实施例，但是应当认识到存在大量的变型。还应当认识到的是一个或多个示例性实施例仅仅是示例，并且不意图以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。更确切地说，前述具体实施方式将为本领域技术人员提供用于实施本发明的示例性实施例的便利的路线图，应当理解可在不偏离如所附权利要求中阐述的本发明的范围的情况下，在示例性实施例中所描述的元件的功能和元件布置方面作出各种变化。

Claims (10)

1.一种用于在飞行器上生成飞行显示的方法包括如下步骤：

确定进场跑道附近的飞行器的位置和取向；

取回关于进场跑道的附近的地形数据并且取回关于进场跑道的跑道数据；

通过分析地形数据和跑道数据来确定跑道错觉效果的存在；

根据地形数据和跑道数据来在飞行显示上再现图形地形图像并且再现图形跑道图像；以及

在飞行显示上再现图形跑道错觉缓解对象。

2.权利要求1的方法，其中确定跑道错觉效果的存在包括针对地形斜率、跑道斜率、跑道长宽比或宽度、或超过预定阈值值的跑道照明间距的存在来分析地形数据和跑道数据。

3.权利要求2的方法，其中确定跑道错觉效果的存在包括确定地形斜率超过预定阈值值并且其中再现图形跑道错觉缓解对象包括再现四边形参考平面，其与图形跑道图像共面并且从其跑道入口向前并远离图形跑道图像延伸。

4.权利要求3的方法，其中确定跑道错觉效果的存在包括确定在跑道入口前面超过针对下坡地形的预定阈值的下坡地形的存在并且其中再现图形地形图像包括在图形地形图像的区域中再现半透明地形图像，其覆盖在四边形参考平面上，以便同时地显示图形地形图像和四边形参考平面。

5.权利要求3的方法，其中确定跑道错觉效果的存在包括确定在跑道入口前面的超过针对上坡地形的预定阈值的上坡地形的存在，并且其中再现图形地形图像包括以半透明方式再现四边形参考平面，以便同时地显示图形地形图像和四边形参考平面。

6.权利要求2的方法，其中确定跑道错觉效果的存在包括确定跑道斜率超过预定阈值值，并且其中再现图形跑道错觉缓解对象包括再现四边形参考跑道，其是水平斜坡的并且沿着图形跑道图像从其入口端到其离场端延伸。

7.权利要求6的方法，其中确定跑道错觉效果的存在包括确定超过针对下坡跑道的预定阈值的下坡跑道的存在，并且其中再现水平斜坡的四边形参考跑道包括再现半透明或轮廓参考跑道，其在图形跑道图像之上延伸更大的距离，具有沿着图形跑道图像的从入口端到离场端的增加的长度。

8.权利要求6的方法，其中确定跑道错觉效果的存在包括确定超过针对上坡跑道的预定阈值的上坡跑道的存在，并且其中再现水平斜坡的四边形参考跑道包括再现半透明或轮廓参考跑道，其在图形跑道图像下面延伸更大的距离，具有沿着图形跑道图像的从入口端到离场端的增加的长度。

9.权利要求2的方法，其中确定跑道错觉效果的存在包括确定跑道长宽比或宽度与参考跑道长宽比相差至少预定阈值值，并且其中再现图形跑道错觉缓解对象包括再现四边形参考跑道，其沿着图形跑道图像居中并且与图形跑道图像共面，并且其具有与参考跑道长宽比基本相同的跑道长宽比。

10.一种飞行器上的飞行显示系统，包括：

导航子系统，其确定进场跑道附近的飞行器的位置；

存储关于进场跑道的附近的地形数据的地形数据库和存储关于进场跑道的跑道数据的跑道数据库；

与导航子系统以及地形和跑道数据库通信地耦合的处理器，其通过分析地形数据和跑道数据来确定跑道错觉效果的存在；以及

与地形和跑道数据库以及处理器通信地耦合的图形显示子系统，其根据地形数据和跑道数据来在飞行显示上再现图形地形图像和图形跑道图像，并且其在飞行显示上进一步再现图形跑道错觉缓解对象。