CN107018404A - 使用周边视图的穿戴式显示器 - Google Patents

使用周边视图的穿戴式显示器 Download PDF

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Abstract

一种显示系统，包括显示器和计算机。所述计算机被配置为使所述显示器相对于通过显示器的用户的前视视图在显示器的远的或中间周边视觉区域中提供视觉提示。所述显示系统可以是用在飞行器或其他应用中的穿戴式显示器上的平视显示器(HUD)。

Description

使用周边视图的穿戴式显示器
背景技术
本文公开的发明构思通常涉及平视显示器(HUD)领域，包括但不限于在飞行器中使用的HUD。
HUD可以由飞行器或其他设备的操作者使用以允许操作者获得具有诸如由传感器捕获的符号和图像的叠加信息的环境视图。穿戴式HUD，包括但不限于头戴式显示器(HWD)，例如，头盔安装式显示器(HMD)，用于飞行器应用(例如，在飞行中应用和在模拟器应用中)，基于地面的运输应用，医疗应用，机器人应用，娱乐应用和其他应用。头戴式显示器包括具有单个显示区域(可由一只或两只眼睛观看)的单眼型显示器和具有单独的左右眼显示区域的双目型显示器。对于双目型显示器，左眼看到左眼图像显示，而右眼看到右眼图像显示。
穿戴式显示系统通常还包括用于跟踪用户的头部或眼睛的位置的跟踪系统。头部跟踪可以通过多种技术来实现，最常见的形式是磁跟踪，超声跟踪，惯性跟踪，光学跟踪和混合光学-惯性跟踪。光学跟踪可以通过由外向内的感应(其中相机系统安装在正被跟踪物体的外部，利用安装在感兴趣的物体上的活动/唯一基准点)，或者由内向外的感应(其中相机安装在感兴趣的物体上并跟踪外部场景的活动/唯一基准点)实现。眼睛跟踪可以使用被配置为感测瞳孔位置的传感器来实现。
跟踪系统向HUD计算机提供信息，因此HUD计算机可以使所显示的符号显示为与环境(例如，真实世界)保持一致，尽管投影系统的参考系是飞行员的头部。这种跟踪系统通常是复杂的，昂贵的并且对穿戴式显示系统增加延迟，并且需要一些可识别的和可测量的参考，从中推断飞行员的头部或眼睛的位置。
发明内容
在一个方面，本文公开的发明构思的实施例涉及显示系统。所述显示系统包括显示器和计算机。所述计算机被配置为使所述显示器相对于通过所述显示器的用户的前视视图在所述显示器的远的或中间周边视觉区域中提供视觉提示。
在另一方面，本文公开的发明构思的实施例涉及一种使用具有显示器的显示系统提供视觉提示的方法。所述方法包括确定与交通工具的位置或运动相关联的情况，并且在所述显示器上提供视觉提示。所述视觉提示相对于通过所述显示器的用户的前视视图在所述显示器的远的或中间周边视觉区域中提供。
在另一方面，本文公开的发明构思的实施例涉及显示系统。穿戴式显示系统包括组合器，图像源，投影仪和处理器。所述处理器被配置为使图像源提供视觉提示，用于投影到与通过所述组合器的前视视图相关联的所述显示器的周边视觉区域。
附图说明
结合下文的详细描述，可以更好地理解本文公开的发明构思的实现方式。这些描述参考所包括的附图，所述附图不一定按比例绘制，其中一些特征可能被放大，一些特征可能被省略或为了清楚起见可以示意性地表示。附图中相同的附图标记表示相同或相似的元件、特征或功能。在附图中：
图1是根据本文公开的发明构思的一个实施例的被配置为在周边视图中显示信息的穿戴式显示系统的一般框图；
图2是根据本文公开的发明构思的一个实施例的用于图1的显示系统的HUD计算机的更详细框图；
图3是根据本文公开的发明构思的一个实施例的图1所示的显示系统的视觉区域的示意性俯视图；
图4是根据本文公开的发明构思的一个实施例的图1所示的显示系统的视觉区域的示意性前视图；
图5是根据本文公开的发明构思的一个实施例的图1所示的显示系统的示意性左视图；
图6是根据本文公开的发明构思的一个实施例的图1所示的显示系统的示意性右视图；
图7是根据本文公开的发明构思的一个实施例的图1所示的显示系统的上升提示的示意性前视图；
图8是根据本文公开的发明构思的一个实施例的图1所示的显示系统的下降提示的示意性前视图；
图9是根据本文公开的发明构思的一个实施例的图1所示的显示系统的警报向上提示的示意性前视图；
图10是根据本文公开的发明构思的一个实施例的图1所示的显示系统的警报向下提示的示意性前视图；
图11是根据本文公开的发明构思的一个实施例的图1所示的显示系统的下方排除提示的示意性前视图；
图12是根据本文公开的发明构思的一个实施例的图1所示的显示系统的上方排除提示的示意性前视图；
图13是根据本文公开的发明构思的一个实施例的图1所示的显示系统的左下方排除提示的示意性前视图；
图14是根据本文公开的发明构思的一个实施例的图1所示的显示系统的组合提示的示意性前视图；
图15是根据本文公开的发明构思的一个实施例的图1所示的显示系统的提示显示操作的流程图。
具体实施方式
总体上参考附图，根据一些示例性实施例描述了在HUD(例如，穿戴式显示器)上提供提示的系统和方法。在一些实施例中，在穿戴式显示器或固定HUD的周边视觉区域中提供与警报，警告，情况，和/或感测信息相关联的提示。这些方法和系统有利地将提示放置在与HUD相关联的组合器的周边视觉区域中，而不使用保形符号体系并且不需要头部或眼睛跟踪。在一些实施例中，提供保形符号的提示，并且在穿戴式显示器上利用头部跟踪或眼睛跟踪。在一些实施例中，这些系统和方法在组合器的远的或中间周边区域中提供位置，模拟，动态提示。在一些实施例中，这些系统和方法提供向左或向右旋转提示，上升或下降提示，警报向上或向下提示，上方、右上方、左上方、下方、左下方或右下方排除提示，或它们的任意组合。
参照图1，显示系统10的实施例包括视频源12，HUD计算机16，显示处理器18，组合器20，投影仪22和传感器24。在一些实施例中，用户可以穿戴显示系统10并观看由投影仪22在组合器20上提供的双目或单目显示图像。在一些实施例中，用户在组合器20上同时观看现实世界场景和显示的图像30。在一些实施例中，显示系统10提供信息而不需要常规系统的头部跟踪部件，并且采用不需要头部跟踪的警告策略。
在一些实施例中，显示系统10是头盔安装的显示器(HMD)，头戴式显示器(HWD)，穿戴式HUD，或其他HUD。尽管下面结合飞行器环境描述了显示系统10，但是显示系统10可以应用于其他环境中，包括基于陆地的交通工具环境，医疗环境，模拟环境，军事环境等，而不脱离本文公开的发明构思。在一些实施例中，显示系统10是穿戴式的，并且在一些实施例中，显示系统10是不由用户穿戴的固定组合器HUD。在一些实施例中，显示系统10是双目系统，例如头盔安装的双目系统。
在一些实施例中，HUD计算机16处理来自传感器24的信息，并且使得与处理的信息相关联的提示36被提供在组合器20上的视图的周边部分38上。所述周边部分38在与通过组合器20的中心视图相关联的中心部分40的外部。在一些实施例中，周边部分38在由飞行员或操作者通过组合器20的与中心焦点相关联的相对狭窄的视图之外。
在一些实施例中，周边部分38与大约30°至110°(例如，30°至90°，30°至75°，45°至90°，45°至75°，60°至90°，60°至75°)的视角相关联。在一些实施例中，显示系统10不在除周边部分38之外的区域中提供信息或图像(例如，诸如在组合器20的周边部分38上呈现的提示36的提示)。在一些实施例中，周边部分38是环形或椭圆形的环形区域。
在一些实施例中，图像(例如，视频图像)从视频源12捕获，并与的现实世界场景30保形地提供到合成器20上。在一些实施例中，头部或眼睛跟踪器42与显示系统10的组件一起使用以提供用于保形操作的数据。在一些实施例中，组合器20上不提供保形符号和图像，并且头部跟踪器42不包括在显示系统10中或与显示系统10一起使用。
在一些实施例中，传感器24包括一个或多个飞行管理计算机、惯性参考系统、高度计、全球定位系统(GPS)接收器、俯仰传感器、滚动传感器、高度传感器、倾斜传感器、偏航传感器、空速传感器、集成着陆系统、地形回避警告系统(TAWS)、天气雷达系统、飞行管理系统和交通防撞系统(TCAS)。传感器24提供与飞行器位置(经度，纬度，高度，俯仰，偏航，旋转等)和运动(空速，航向，垂直空速，加速度等)相关的数据。HUD计算机16处理数据以向飞行员提供提示，诸如关于飞行器位置，运动和/或校正动作的提示36。在一些实施例中，来自传感器24的数据包括飞行阶段数据。在一些实施例中，可以基于飞行阶段启用或禁用特定类型的提示。在一些实施例中，提示36的放置相对于基于飞行阶段数据的中心视图。例如，当在飞行着陆或起飞阶段时，在与较小视角相关联的组合器20的部分提供提示36。
提示36可以提供基于位置或移动的警告，警报，情况或信息。在一些实施例中，提示36是一个或多个左转或右转提示，上升或下降提示，警报向上或向下提示，上方、右上方、左上方、下方、左下方、或右下方排除提示，或任何它们的组合。在一些实施例中，提示36是动画的或动态的。在一些实施例中，提示36是彩色编码的。在一些实施例中，提示36的颜色，尺寸和动画程度可以指示威胁等级。
显示处理器18包括接收数据的图像生成器14，数据包括用于周边部分38的符号和/或提示。在一些实施例中，数据作为视频帧，视频流或图形数据被提供，用于提供符号和/或提示。在一些实施例中，用于提示的命令或指令从HUD计算机16提供到显示处理器18。图像生成器14响应于来自HUD计算机16的命令，指令或视频数据，并配置这些数据以使用投影仪22在组合器20上显示。在一些实施例中，图像生成器14是处理图形或视频数据的硬件和软件的组合。
显示处理器18是现场可编程门阵列，数字信号处理器，图形处理器，或其组合。在一些实施例中，显示处理器18是HUD计算机16的一部分。HUD计算机16是用于执行所述操作的计算平台，并且可以由软件模块或其他例程配置。在一些实施例中，图像生成器14和HUD计算机16可以是在与显示处理器18相关联的计算平台上操作的软件例程或软件模块。
组合器20是用于将来自图像生成器14的图像提供给用户的任何类型的光学装置。在一些实施例中，组合器20是棱镜组合器，波导组合器，全息组合器，反射组合器，屏幕，或其它光学介质。在一些实施例中，组合器20是与HMD相关联的面罩组合器。在一些实施例中，组合器20可以由玻璃或复合材料制成。
投影仪22是用于将图像投影到组合器20的任何光学装置。投影仪22提供与来自图像生成器14的数据或电信号相关联的图像。投影仪22可以包括用于将图像投影到组合器20的波导，光纤，棱镜，图像源等。投影仪22可以是单色或彩色投影仪。
视频源12是相机或其他传感器(例如，红外，可见光，雷达等)。在一些实施例中，视频源12向处理器18或HUD计算机16提供视频信号或视频数据。在一些实施例中，显示系统10包括多于一个视频源12。在一些实施例中，可以省略视频源12并且不使用来自视频源12的数据。
头部跟踪器42是眼睛位置感测装置和/或头部位置感测装置，并且是可选的。头部跟踪器42是磁感测系统，超声跟踪系统，惯性跟踪系统，光学跟踪系统和混合光学-惯性跟踪，或其组合。在一些实施例中，头部跟踪器42跟踪眼睛位置并且是瞳孔传感器。在一些实施例中，头部跟踪器42提供头部跟踪和/或眼睛跟踪数据。在一些实施例中，头部跟踪器42是可选组件，并且不利用来自头部跟踪器42的数据。
参照图2，HUD计算机16包括处理器200和存储器202。在一些实施例中，HUD计算机16是用于提供HUD功能的任何计算平台，包括提供提示，诸如在组合器20的周边部分38中的提示36(图1)。HUB计算机16与图像生成器14进行通讯。处理器200包括周边显示生成器204。在一些实施例中，周边显示生成器204可以是电路，模块，例程或其任何组合，以使提示36被提供在组合器20(图1)的周边部分38。在一些实施例中，周边显示生成器204接收数据并提供用于指示周边部分38中符号或提示的数据。在一些实施例中，该数据以视频帧，视频流或用于提供提示36的指令被提供。在一些实施例中，由周边显示生成器204提供的提示36是基于来自传感器24的数据指示位置或运动信息的视觉提示。可以使用提示的动画，颜色和/或尺寸来表示提示36的重要性。图像生成器14配置数据(包括与提示36相关的数据)以使用投影仪22在组合器20上显示。
处理器200是现场可编程门阵列，数字信号处理器，图形处理器，或其组合。在一些实施例中，处理器200可以是处理器18的一部分。在一些实施例中，周边显示生成器204是在HUD计算机16上执行的一个或多个软件例程。存储器202是任何类型的存储设备(例如，电子存储器，硬盘驱动器和闪存驱动器)。
参照图3，通过组合器20(图1)的视图300包括中心视图302，近中心视图304，黄斑点视图306，近周边视图308，中间周边视图310和远周边视图312，假设通过组合器20的中心轴316对应于直接通过组合器20的视图。在一些实施例中，中心视图302包括与中心轴316成2.5°和-2.5°之间的视角。在一些实施例中，近中心视图304包括与中心轴316成4°和-4°之间的视角。在一些实施例中，黄斑点视图306包括与中心轴成9°和-9°之间的视角。在一些实施例中，近周边视图308包括与中心轴线316成9°和30°之间以及-9°和-30°之间的视角。在一些实施例中，中周边视图310包括与中心轴316成30°和60°之间以及-30°和-60°之间的视角。在一些实施例中，远周边视图312包括与中心轴316成60°和110°之间以及-60°和-110°之间的视角。在一些实施例中，远周边视图312包括与中心轴316成60°和100°之间以及-60°和-100°之间的视角。
参照图4，通过组合器20(图1)的视图400包括圆形中心视图402，圆形近中心视图406，圆形近周边视图408，圆形中间周边视图410和非圆形远周边视图412，相对于直接通过垂直平面416和水平平面418的交叉点420的视图。在一些实施例中，圆形中心视图402包括与交叉点420成0°和2.5°之间的视角。在一些实施例中，圆形近中心视图406包括与交叉点420成2.5°和4°之间的视角。在一些实施例中，圆形近周边视图408包括与交叉点420成9°和30°之间的视角。在一些实施例中，圆形中间周边视图410包括与交叉点420成30°和60°之间的视角。视图400的形状是示例性的。
在一些实施例中，非圆形远周边视图412包括与交叉点420成60°和110°之间的视角。在一些实施例中，非圆形周边视图412包括与交叉点420成60°和100°之间的视角。在一些实施例中，非圆形周边视图具有类似椭圆形的形状，其具有沿着垂直平面416的锯齿状部分424。在一些实施例中，远周边视图412具有沿着顶部边界426从60°到90°的视角范围，沿着底部边界428从70°到90°的视角范围，沿侧边界432从90°到105°的视角范围，以及沿侧边界434从90°到105°的视角范围。圆形中心视图402，圆形近中心视图406，圆形近周边视图408，圆形中间周边视图410和非圆形远周边视图412的形状是以示例性方式示出的。
参照图5，通过组合器20(图1)的视图500包括在非圆形远周边视图412(图4)提供的提示502。在一些实施例中，在中间周边视图410，近周边视图408或非圆形远周边视图412、中间周边视图410和/或近周边视图408的组合提供提示502。在一些实施例中，提示502是动态的视觉提示，包括符号506和符号508。在一些实施例中，符号506和508各自由沿着与视角范围(例如，在60°和70°之间)相关联的弧提供。在一些实施例中，提示502由水平地和/或垂直地越过视角范围提供。
在一些实施例中，符号506包括向下的箭头，符号508包括向上的箭头。在一些实施例中，符号506和508不包括箭头(例如，是弧形条)。在一些实施例中，符号506和508是与用于校正的情况或指令的量级对应的视角范围中具有长度的弯曲射线。在一些实施例中，符号506和508是与用于校正的情况或指令的量级对应的颜色编码(例如，绿色，黄色，橙色，红色)。在一些实施例中，符号506和508包括颜色条，其中条的总数和/或颜色表示量级。在一些实施例中，符号506和508闪光或频闪以指示情况的等级(例如，更高的闪光频率对应更高的威胁等级或情况等级)或紧急性。可以使用各种符号(三角形，V形，虚线等)来提供提示502。
在一些实施例中，提示502的符号506和508是动态的并且增长到与警告的情况的量级相关联的量级，并返回到更小的尺寸。在一些实施例中，符号506和508以0.1至10Hz之间的频率动态地增长。在一些实施例中，频率随着情况或警告的量级增加而增加。在一些实施例中，符号506和508各自同时被动画。在一些实施例中，符号506和508被连续地动画。
提示502提供向左旋转情况的指示。在一些实施例中，向左旋转情况由关于选定航向或途径至HUD计算机16(图2)的飞行管理系统来提供。在一些实施例中，提示502是飞行员应当使飞行器向左旋转(例如，逆时针方向)的指示。在一些实施例中，提示502是飞行器处于向左旋转情况并且飞行员应该使飞行器向右旋转(例如，顺时针方向)的指示。可以根据人体工程学原理和生理反应来选取适当的动作以响应提示502。
参照图6，通过组合器20(图1)的视图600包括在非圆形远周边视图412(图4)提供的提示602。在一些实施例中，在中间周边视图410，近周边视图408或非圆形远周边视图412、中间周边视图410和/或近周边视图408的组合中提供提示602。在一些实施例中，提示602是动态的视觉提示，包括符号606和符号608。在一些实施例中，提示602类似于提示502(图5)，除了符号606相对于符号506上下颠倒，并且符号608相对于符号508上下颠倒。
在一些实施例中，提示602提供向右旋转情况的指示。在一些实施例中，向右旋转情况由关于选定航向或途径的飞行管理系统来提供。提示602是飞行员应当使飞行器向左旋转(例如，顺时针方向)的指示。在一些实施例中，向右旋转情况是飞行器处于向右旋转情况并且飞行员应该使飞行器向左旋转(例如，逆时针方向)的指示。可以根据人体工程学原理和生理反应来选取适当的动作以响应提示602。
参照图7，视图700通过组合器20(图1)的视图700包括在非圆形远周边视图412(图4)提供的提示702。在一些实施例中，在中间周边视图，近周边视图408或非圆形远周边视图412、中间周边视图410和/或近周边视图408的组合提供提示702。在一些实施例中，提示702是动态的视觉提示，包括符号706和符号708。在一些实施例中，提示702类似于提示502(图5)，除了符号706相对于符号506上下颠倒之外。在一些实施例中，符号608相对于符号508具有相同的方向。
提示702提供上升情况的指示。在一些实施例中，上升情况是飞行器在滑翔范围之下的情形。在一些实施例中，提示702在周边视觉中向飞行员提供下降的感觉。在一些实施例中，上升情况由集成着陆系统(ILS)数据或由传感器24提供的滑翔范围数据确定。在一些实施例中，提示702是飞行员应该升高飞行器的指示(例如，增加高度)。在一些实施例中，提示702是飞行器太高并且飞行员应该降低高度的指示。可以根据人体工程学原理和生理反应来选取适当的动作以响应提示702。
参照图8，通过组合器20(图1)的视图800包括在非圆形远周边视图412(图4)提供的提示802。在一些实施例中，在中间周边视图，近周边视图408或非圆形远周边视图412、中间周边视图410和/或近周边视图408的组合提供提示802。在一些实施例中，提示802是动态的视觉提示，包括符号806和符号808。在一些实施例中，提示802类似于提示502(图5)，除了符号808相对于符号508上下颠倒之外。在一些实施例中，符号806相对于符号506具有相同的方向。
符号806和808类似于符号706和708(图7)，除了符号的方向相反以指示下降情况。在一些实施例中，下降情况是飞行器在滑翔范围之上的情形。在一些实施例中，提示802在周边视觉中向飞行员提供上升的感觉。下降情况由集成着陆系统(ILS)数据或由传感器24提供的滑翔范围数据确定。在一些实施例中，下降情况是飞行员应该降低飞行器(例如，降低高度)的指示。在一些实施例中，下降情况是飞行器太低并且飞行员应该增加高度的指示。可以根据人体工程学原理和生理反应来选取适当的动作以响应提示802。
参照图9，通过组合器20(图1)的视图900包括在非圆形远周边视图412(图4)提供的提示902。在一些实施例中，在中间周边视图410，近周边视图408或非圆形远周边视图412、中间周边视图410和/或近周边视图408的组合提供提示902。在一些实施例中，提示902是动态的视觉提示，包括符号906。在一些实施例中，在-75°和-40°之间的视角范围内沿着视图900的底部的缩进908处提供符号906。
符号906包括朝上的箭头，并且是V形形状的，其V形底部沿着视图900的底部边缘。在一些实施例中，符号906具有与用于校正的情况或指令的量级对应的高度和宽度。在一些实施例中，符号906是与用于校正的情况或指令的量级对应的颜色编码(例如，绿色，黄色，橙色，红色)。在一些实施例中，符号906包括颜色条，其中条的总数和/或颜色表示量级。在一些实施例中，符号906可以闪烁以指示情况的等级(例如，更高的闪光频率对应更高的威胁等级或情况等级)。可以使用各种符号(三角形，条形，虚线等)来提供提示902。在一些实施例中，提示902不包括箭头。
在一些实施例中，符号906是动态的并且增长到与警告的情况的量级相关联的量级，并返回到更小的尺寸。当符号906变大时，由符号906覆盖更大的视角范围。在一些实施例中，符号906以0.1至10Hz之间的频率动态地增长。在一些实施例中，频率随着情况或警告的量级增加而增加。
提示902提供警报向上情况的指示。在一些实施例中，警报向上情况是飞行员应该升高飞行器(例如，增加高度)的指示。在一些实施例中，上升情况是飞行器过高并且飞行员应该降低高度的指示。可以根据人体工程学原理来选取适当的动作以响应提示902。
参照图10，通过组合器20(图1)的视图1000包括在非圆形远周边视图412(图4)提供的提示1002。在一些实施例中，在中间周边视图410，近周边视图408或非圆形远周边视图412、中间周边视图410和/或近周边视图408的组合提供提示1002。提示1002是动态的视觉提示，包括符号1006。在一些实施例中，在40°和60°之间的视角范围内在视图900的顶部的中心点1008处提供符号1006。
符号1006类似于符号906(图9)，除了符号1006的方向与符号906的方向相反以指示警报向下情况。在一些实施例中，警报向下情况是飞行员应该升高飞行器的指示(例如，增加高度)。在一些实施例中，警报向下情况是飞行器过高并且飞行员应该降低高度的指示。可以根据人体工程学原理来选取适当的动作以响应提示1006。
参照图11，通过组合器20(图1)的视图1100包括在非圆形远周边视图412(图4)提供的提示1102。在一些实施例中，在中间周边视图410，近周边视图408或非圆形远周边视图412、中间周边视图410和/或近周边视图408的组合提供提示1102。在一些实施例中，提示1102是动态的视觉提示，具有蝙蝠翼状符号1106，包括凹形边界1110，倾斜边界1112，倾斜边界1114，凸形边界1116和凸形边界1118。在一些实施例中，符号1106具有缩进1108，其对应于在75度和50度之间的视角范围内沿着视图900的底部的凸形边界1116和1118之间的点。在一些实施例中，凹形边界1110对应于视角边界(例如，50°)。
在一些实施例中，符号1106具有与用于校正的情况或指令的量级对应的高度和宽度。在一些实施例中，符号906可以是与用于校正的情况或指令的量级对应的颜色编码(例如，绿色，黄色，橙色，红色)。在一些实施例中，符号1106包括颜色条，其中条的总数和/或颜色表示量级。在一些实施例中，符号1106可以闪光或频闪以指示情况的等级(例如，更高的闪光频率对应更高的威胁等级或情况等级)。可以使用各种符号(三角形，条形，虚线等)来提供提示1102。
在一些实施例中，符号1106是动态的并且增长到与警告的情况的量级相关联的量级，并返回到更小的尺寸。当符号1106变大时，由符号906覆盖更大的视角范围。在一些实施例中，符号1106以0.1至10Hz之间的频率动态地增长。在一些实施例中，频率随着情况或警告的量级增加而增加。
提示1102提供下方排除情况的指示。在一些实施例中，下方排除情况是飞行员应该升高飞行器(例如，增加高度)的指示。在一些实施例中，提示1102是地形或另一障碍物在与符号1106的放置相关联的方位靠近飞行器的指示。在一些实施例中，生成提示1102以响应来自地形回避警告系统的数据。可以根据人体工程学原理来选取适当的动作以响应提示1102。
参照图12，通过组合器20(图1)的视图1200包括在非圆形远周边视图412(图4)提供的提示1202。在一些实施例中，在中间周边视图410，近周边视图408或非圆形远周边视图412、中间周边视图410和/或近周边视图408的组合提供提示1202。在一些实施例中，提示1202是动态的视觉提示，包括具有由凸形边界1210，倾斜边界1212，倾斜边界1214和凹形边界1216限定形状的符号1206。在一些实施例中，符号1206具有在60°和110°之间的视角范围内沿着视图900的顶部的边界1210。在一些实施例中，凹形边界1216对应于视角边界(例如，50°)。
符号1206类似于符号1106(图11)，除了符号的方向相反以指示上方排除情况。在一些实施例中，上方排除情况是飞行员应该降低飞行器(例如，降低高度)的指示。在一些实施例中，提示1206是障碍物(例如，空中交通或天气)在与符号1206的放置相关联的方位靠近飞行器的指示。在一些实施例中，提供提示1202以响应来自气象雷达系统或交通防撞系统的数据。在一些实施例中，提示1202是飞行器太低并且飞行员应该增加高度的指示。可以根据人体工程学原理来选取适当的动作以响应提示1206。
参照图13，通过组合器20(图1)的视图1300包括在非圆形远周边视图412(图4)提供的提示1302。在一些实施例中，在中间周边视图410，近周边视图408或非圆形远周边视图412、中间周边视图410和/或近周边视图408的组合提供提示1302。在一些实施例中，提示1302是动态的视觉提示，包括具有由凸形边界1310，倾斜边界1312，倾斜边界1314和凹形边界1316限定形状的符号1306。在一些实施例中，符号1306具有在60°和110°之间的视角范围内沿着视图900的左下部分的边界1310。符号1306由倾斜边界1314处延伸到缩进1318的右边。在一些实施例中，凹形边界1216对应于视角边界(例如，50°)。
在一些实施例中，符号1306类似于符号1106(图11)和1206(图12)，除了符号的方向位于视图1300的左下象限中以指示左下方排除。在一些实施例中，符号1306可以被提供在视图1300的左上象限中，以指示左上方排除情况。在一些实施例中，符号1306可以被提供在视图1300的右上象限中，以指示右上方排除情况。在一些实施例中，符号1306可以被提供在视图1300的右下象限中，以指示右下方排除情况。在一些实施例中，左下排除情况是飞行员应该提高并向右整飞行器位置的指示。在一些实施例中，提示1202是飞行器过高和向右过远的指示，并且飞行员应该增加高度并将飞行器移动到左边。可以根据人体工程学原理来选取适当的动作以响应提示1302。
参照图14，通过组合器20(图1)的视图1400包括类似于提示502(图5)的向上警报提示1402和类似于提示1102(图11)的下方排除提示1412。在一些实施例中，根据被感测的情况，警告或警报的组合来利用提示502，602，702，802，902，1002，1102，1202和1302的其他组合。
参照图15，显示系统10可以使用流程1500来在组合器20(图1)上提供一个或多个提示502，602，702，802，902，1002，1102，1202，1302和1402。在一些实施例中，流程1500优选地由HUD计算机16执行。
在操作1502中，使用传感器24(图1)感测诸如飞行器的交通工具的位置。在一些实施例中，位置或移动警告或警报由天气雷达系统，地形回避警告系统或交通防撞系统直接提供。在操作1504中，HUD计算机16确定情况，警报或警告并作为提示502，602，702，802，902，1002，1102，1202和1302的一个或多个在组合器20上显示。在一些实施例中，通过将位置或运动与预期飞行路径，途径，滑翔范围或其它路线进行比较来确定警告情况，警报或警告。在一些实施例中，通过将飞行器位置和运动与地形或障碍物进行比较来确定警告情况或警报。在操作1508中，图像生成器14使组合器20在周边视觉区域(例如，周边部分38(图1))中显示提示502，602，702，802，902，1002，1102，1202和1302中的适当的一个或多个。在一些实施例中，图像生成器14响应于来自HUD计算机16的命令或数据，以生成用于由投影仪22投射的图像。
在一些实施例中，在为组合器20上的符号确定适当的周边可视区域的校准例程之后执行流程1500。在一些实施例中，飞行员可以向前看，并且可以在变化的位置处提供提示，直到飞行员确认该位置适合于他或她的个人视觉。在一些实施例中，在存在隧道视觉的高压力情形或高重力情形下，可能更接近中央视图402(图4)提供提示。
虽然给出的详细附图，具体示例，详细算法和特定配置描述了优选的和示例性的实施例，但是它们仅用于说明。例如，可以以多种步骤序列中的任一种来执行所述方法。所示出和描述的硬件，光学和软件配置可以根据所选择的天气雷达和处理设备的性能特性和物理特性而不同。例如，系统组件的类型及其互连可能不同。所描绘和描述的系统和方法不限于所公开的精确细节和情况。流程图仅示出了优选的示例性操作。以非限制性方式示出了特定数据类型和操作。此外，在不脱离如所附权利要求中所表达的本发明的范围的情况下，可以对示例性实施例的设计，操作情况和布置进行其它替换，修改，改变和省略。
在本文公开的发明构思的范围内的一些实施例可以包括用于携带或具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读存储介质的程序产品。这种机器可读存储介质可以是可由通用或专用计算机或其他具有处理器的机器访问的任何可用介质。作为示例，这种机器可读存储介质可以包括RAM，ROM，EPROM，EEPROM，CD ROM或其他光盘存储器，磁盘存储器或其他磁性存储设备，或可以用于携带或存储以机器可执行指令或数据结构的形式的期望的程序代码并且可以由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问的任何其它媒介。上述的组合也包括在机器可读存储介质的范围内。机器可执行指令包括，例如，使通用计算机，专用计算机或专用处理机器执行某一功能或一组功能的指令和数据。如本文所参照的机器或计算机可读存储介质不包括暂时性介质(例如，空间中的信号)。

Claims (20)

1.一种显示系统，其特征在于，包括：
显示器，被配置为由用户穿戴；以及
计算机，可操作地与所述显示器耦合，并且被配置为使所述显示器相对于通过所述显示器的所述用户的前视视场在周边视觉区域中提供至少一个视觉提示。
2.如权利要求1所述的显示系统，其中，所述用户的前视视场具有中心轴，并且其中所述周边视觉区域相对于所述中心轴处于30°和110°之间的视角。
3.如权利要求1所述的显示系统，其中，所述用户的前视视场具有中心轴，并且其中所述周边视觉区域相对于所述中心轴处于30°和60°之间的视角。
4.如权利要求1所述的显示系统，其中，所述用户的前视视场具有中心轴，并且其中所述周边视觉区域相对于所述中心轴处于60°和110°之间的视角。
5.如权利要求1所述的显示系统，其中，所述用户的前视视场具有中心轴，并且其中所述周边视觉区域相对于所述中心轴处于40°和60°之间的视角。
6.如权利要求1所述的显示系统，其中，所述用户的前视视场具有中心轴，并且其中所述周边视觉区域相对于所述中心轴处于60°和70°之间的视角。
7.如前述权利要求中任意一项所述的显示系统，其中，所述至少一个视觉提示是在20°视角范围内的弓形形状的符号。
8.如权利要求7所述的显示系统，其中，所述至少一个视觉提示具有在相对于所述中心轴20°视角范围内的移动尺寸，对应于与所述至少一个视觉提示相关联的警告。
9.如前述权利要求中任意一项所述的显示系统，其中，所述至少一个视觉提示从所述显示器的顶部和所述显示器的底部中的至少一个延伸，取决于与所述至少一个视觉提示相关联的警告的位置属性。
10.一种使用具有配置为由用户穿戴的显示器的显示系统提供视觉提示的方法，其特征在于，所述方法包括：
确定与交通工具的位置相关联的警告情况；以及
在所述显示器上提供至少一个视觉提示，其中，所述至少一个视觉提示相对于通过所述显示器的所述用户的前视视场在所述显示器的周边视觉区域中提供。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述交通工具是飞行器。
12.如权利要求10或11所述的方法，其中，所述至少一个视觉提示具有指示与所述警告情况相关联的位置校正的动态尺寸。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述动态尺寸在相对于所述前视视场的视角范围的视角范围内的弧中提供。
14.如权利要求12或13所述的方法，其中，所述动态尺寸从所述显示器的顶部或底部朝向所述显示器的中心提供，并且跨越与所述前视视场相关联的视角范围。
15.一种显示系统，其特征在于，包括：
投影仪；
显示器，其被配置为由用户穿戴，所述显示器包括与所述投影仪光学通讯的组合器；以及
处理器，其与所述投影仪耦合并且被配置为使所述投影仪将至少一个视觉提示投射到与所述通过所述组合器的所述用户的前视视场相关联的所述组合器的周边视觉区域。
16.如权利要求15所述的显示系统，进一步包括跟踪器，其中所述处理器被配置为使所述投影仪使用所述跟踪器在所述组合器的所述周边视觉区域外的中心视觉区域中提供保形图像。
17.如权利要求15或16所述的显示系统，其中所述至少一个视觉提示是以下中的至少一个：向上警报和向下警报。
18.如权利要求15或16所述的显示系统，其中所述至少一个视觉提示是以下中的至少一个：向左旋转警报和向右旋转警报。
19.如权利要求15或16所述的显示系统，其中所述至少一个视觉提示是以下中的至少一个：下方偏移警报和上方偏移警报。
20.如权利要求15或16所述的显示系统，其中所述至少一个视觉提示选自：左下方偏移警报，右下方偏移提示，左上方偏移提示和右上方偏移提示。
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