CN111301689A - 用于智能调节飞行员眼位的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于智能调节飞行员眼位的系统及方法。本发明核心技术在于：(1)利用创新的眼位定位装置对飞行员的眼位进行三维定位，并将定位信息发送给座椅调节装置；(2)座椅调节装置内置有调节控制单元，通过比对所接收到的飞行员眼位信息与基准眼位信息而智能地调节座椅位置，由此实现本发明独有的飞行员眼位调节控制逻辑。本发明用于智能调节飞行员眼位的系统和方法用于将飞行员的眼位采用特定装置进行三维定位，并将定位信息发送给座椅调节装置，飞行员座椅调节装置内置有调节控制单元，通过比对飞行员眼位与基准眼位信息进行智能调节座椅位置，以达到智能调节飞行员眼位的目的。

Description

用于智能调节飞行员眼位的系统及方法

技术领域

本发明涉及飞机驾驶舱设计领域，具体涉及一种用于智能调节飞行员眼位的系统及方法，该系统和方法用于智能调节飞行员座椅位置，以达到定位飞行员眼位的目的。

背景技术

在中国民用航空适航规章CCAR-25-R4中，条款“25.773(d)”要求每一驾驶员位置处必须固定标记或其它导标，使飞行员能够把座椅定位于可获得外部视界和仪表扫视最佳组合的位置。

为了满足此条款的要求，一般在飞机设计过程中都需要定义驾驶舱设计眼位点(DEP，Design Eye Point)，以此作为分析驾驶舱视界符合性的输入。在进行座椅安装的时候，也要考虑驾驶舱设计眼位的因素，保证座椅针对不同肢体尺寸的飞行员都可以通过调节座椅使得飞行员的实际眼位与设计眼位吻合。

驾驶舱设计眼位顾名思义是指根据飞行员处于松弛姿态(巡航状态)时的眼睛位置而定的一个参考基准点，用于确定座舱内部和外部视界、座舱几何尺寸和总体布局。由于飞机的驾驶舱设计眼位决定了驾驶舱的最小空间尺寸和舱内布置，因而是驾驶舱布局设计最直观重要的基准点，也是飞行员保证飞行视界准确安全的重要指标。

为了满足不同的飞行员驾驶飞机时对座椅的调节用以保证飞行员的眼位在目标基准点处，目前典型地让飞行员采用两点一线的眼位球的方法来目视调节座椅位置定位眼位。在目前的飞机上，通过安装眼位仪对座椅调节过程提供参考，即以两点一线的原理确定飞行员的设计眼位。在进行驾驶舱座椅安装设计过程中，座椅中心轴线距离飞机对称轴线的距离恒定，提供沿飞机航向以及垂向的自由度，以使座椅符合不同飞行员的肢体尺寸。假定飞行员在座椅上坐好后，他的实际眼位随着座椅的调节在一个竖直的平面内移动，移动的范围受座椅调节范围的约束。驾驶舱的设计眼位，就是眼位仪两个参考球(一个处于最前方的参考球，一个与位于飞行员对侧的参考球)连线延长线与该平面的交点。然而，眼位仪的这种两点一线的定位方法既不准确也不方便，而且还经常会给飞行员驾驶飞机带来极为不便且不适的感觉。

例如，现有文献US7130447B2(公布日期为2006年10月31日)为波音公司的专利申请，其发明名称为“视线追踪系统、眼睛追踪装置及相关校准方法”。该现有文献公开了一种使用头戴式眼球追踪设备的视觉显示系统，该系统实质上是一种用于追踪操作者视线的系统，该系统主要用于训练军机和商用飞机飞行员。

现有文献US20160131914A1(公布日期为2016年5月12日)为THALES的专利申请，其发明名称为“头戴式显示系统，包括眼睛牵引系统和适应所发射图像的装置”。该现有文献公开了一种飞行员用头戴式显示系统，该系统可根据飞行员眼球的角度调整投影成像，从而防止外部景观和显示系统显示的信息之间的视觉感知。

现有文献WO2015116640A1(公布日期为2015年8月6日)为SHAZLY TAREK A的专利申请，其发明名称为“眼睛和头部追踪装置”。该现有文献公开了一种头戴式追踪装置，用于确定头部和眼球的运动量和运动方向，根据传感器阵列的视角面位置的变化产生坐标信号。因此，该现有文献主要保护的是一种计算头部和眼球运动量和运动方向的方法。

现有文献JPD2015023984(公布日期为2016年9月5日)为三菱航空机株式会社的专利申请，其发明名称为“飞行员视角调节器”。该现有文献公开了一种用于将飞行员的视点调整到一个定点的校准器。

此外，现有文献FR06052582(公布日期为2014年7月4日)为法国空中客车公司的专利申请，其发明名称为“协助飞行员在飞机上定位”。该现有文献公开了一种视觉上与飞行员位置平行的带有两个相同尺寸球体的装置，球体的球心连成的直线为飞行员的理论眼位。

显然，上述现有技术文献都无法有效地解决目前存在的技术难题。

鉴于上述内容可知，目前在本技术领域中还尚不存在这样一种用于智能调节飞行员眼位的系统及方法，其能够有效地解决现有技术中眼位定位不准确及飞行员操作不便的问题，通过定位装置及座椅调节装置对座椅位置进行智能调节，达到智能定位眼位的目的。因此，如何能够设计一种用于智能调节飞行员眼位的系统及方法能够同时满足这些条件的俨然成为了亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明正是为了解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种用于智能调节飞行员眼位的系统及方法，其能够有效地解决现有技术中眼位定位不准确及飞行员操作不便的问题，通过定位装置及座椅调节装置对座椅位置进行智能调节，达到智能定位眼位的目的。

为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于智能调节飞行员眼位的系统，包括：

眼位调节装置，所述眼位调节装置用于对飞行员眼位进行实时三维定位，其包括：

眼位定位装置，所述眼位定位装置包括定位发射单元，所述发射单元用于实时发射眼位三维实时信号；

座椅调节装置，所述座椅调节装置包括信号接收单元和座椅调节控制单元，其中，所述信号接收单元用于接收所述眼位三维实时信号，并将所述眼位三维实时信号发送至所述座椅调节控制单元，所述与座椅调节控制单元通过比对所述眼位三维实时信号与基准眼位信息而调节座椅位置；

眼位调节控制开关，所述眼位调节控制开关用于启动所述眼位定位装置和所述座椅调节装置。

较佳地，在本发明用于智能调节飞行员眼位的系统中，所述眼位定位装置安装在用于指示或定位飞行员眼位的设备中。

较佳地，在本发明用于智能调节飞行员眼位的系统中，所述眼位定位装置安装在飞行员护目镜中。

较佳地，在本发明用于智能调节飞行员眼位的系统中，所述眼位定位装置安装在飞行员护目镜的中间部位中。

较佳地，在本发明用于智能调节飞行员眼位的系统中，所述眼位定位装置通过摄像头对飞行员眼位进行实时三维定位。

较佳地，在本发明用于智能调节飞行员眼位的系统中，所述眼位定位装置通过图像识别技术对飞行员眼位进行实时三维定位。

较佳地，在本发明用于智能调节飞行员眼位的系统中，所述信号接收单元通过无线蓝牙连接方式接收所述眼位三维实时信号。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于利用由本发明的用于智能调节飞行员眼位的系统对飞行员眼位进行智能调节的方法，包括如下步骤：

步骤一：启动眼位调节控制开关，以便同时启动眼位调节装置的眼位定位装置和座椅调节装置；

步骤二：所述眼位定位装置发送飞行员三维实时眼位坐标信息(x,y,z)到座椅调节控制单元；

步骤三：所述座椅调节控制单元接收三维实时眼位坐标信息(x,y,z)并将其与眼位三维基准点(x0,y0,z0)作比对，以此确定座椅移动方向及位置(Δx,Δy,Δz)；

步骤四：所述座椅调节控制单元发出调节指令，以将座椅调节到指定位置；

步骤五：在调节完成后，将此时的三维实时眼位坐标信息(x,y,z)与眼位三维基准点(x0,y0,z0)重新比对，以确保座椅已到达基准眼位。

由此可见，与上述申请人所援引的现有文献相比，本发明用于智能调节飞行员眼位的系统及方法的核心技术在于：

1.本发明利用创新的眼位定位装置对飞行员的眼位进行三维定位，并将定位信息发送给座椅调节装置；

2.座椅调节装置内置有调节控制单元，通过比对所接收到的飞行员眼位信息与基准眼位信息而智能地调节座椅位置，由此实现本发明独有的飞行员眼位调节控制逻辑。

因此，显然本发明与现有技术是截然不同且的。

鉴于上述内容，因此，与现有技术相比，本发明用于智能调节飞行员眼位的系统及方法具有以下优点：

1.能够显著地减轻飞行员频繁且繁琐的调节眼位的工作负荷；

2.由于为飞行员提供了精确的眼位调节方法，因而能够有利地确保飞行视界的清晰真实，从而有效地保证飞行安全；

3.由于减少了现有技术中驾驶舱窗框对眼位定位装置的安装与维护，因而能够大大地减轻飞机重量，从而不仅降低了维护成本，而且也同时降低了飞行油耗等经济成本，有利于经济效益及环境保护。

附图说明

图1示出了本发明眼位调节装置的主要单元构成。

图2示出了本发明用于智能调节飞行员眼位的方法的流程图，其中示出了本发明所采用的飞行员眼位控制逻辑。

图中的附图标记在技术方案和实施例中的列表：

10.定位发射单元

20.信号接收单元

30.座椅调节控制单元

具体实施方式

以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计、制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。

除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。

以下，结合附图，将对本发明用于智能调节飞行员眼位的系统及方法进行具体说明。

首先，结合图1对本发明用于智能调节飞行员眼位的系统进行如下具体说明：

本发明用于智能调节飞行员眼位的系统包括眼位调节装置和眼位调节控制开关。其中，眼位调节装置包括眼位定位装置和座椅调节装置，启动眼位调节控制开关则包含启动眼位定位装置和座椅调节装置。其中，眼位定位装置可安装在飞行员护目镜中间部位或者其它可用于指示或定位飞行员眼位的设备上，并通过摄像头、图像识别技术等各种定位的方法，对飞行员眼位实行实时三维定位。

图1示出了本发明眼位调节装置的主要单元构成。其中，眼位定位装置包括定位发射单元1，该定位发射单元1用于实时发射眼位三维实时信号。座椅调节装置包括信号接收单元2并内置有座椅调节控制单元3，该信号接收单元2通过无线蓝牙等连接方式接收眼位三维实时信号，并将信号发送至座椅调节控制单元3，该座椅调节控制单元3通过比对所接收到的飞行员眼位三维实时信号与基准眼位信息而智能地调节座椅位置，从而达到智能调节飞行员眼位的目的。

接着，结合图2对本发明用于智能调节飞行员眼位的方法进行如下具体说明：

图2示出了示出了本发明所采用的飞行员眼位控制逻辑。如图所示，在本发明用于智能调节飞行员眼位的方法中，当启动眼位调节装置时，即同时启动了眼位定位装置和座椅调节装置，此时，眼位定位装置发送飞行员三维实时眼位坐标信息(x,y,z)到座椅调节控制单元3，该座椅调节控制单元3接收信息并将其与眼位三维基准点(x0,y0,z0)作比对，以此确定座椅移动方向及位置(Δx,Δy,Δz)，在完成后重新比对，从而确定到达基准眼位，由此实现智能调节眼位的目的。

具体地讲，本发明用于智能调节飞行员眼位的方法包括如下步骤：

包括如下步骤：

步骤一：启动眼位调节控制开关，以便同时启动眼位调节装置的眼位定位装置和座椅调节装置；

步骤二：所述眼位定位装置发送飞行员三维实时眼位坐标信息(x,y,z)到座椅调节控制单元；

步骤三：所述座椅调节控制单元接收三维实时眼位坐标信息(x,y,z)并将其与眼位三维基准点(x0,y0,z0)作比对，以此确定座椅移动方向及位置(Δx,Δy,Δz)；

步骤四：所述座椅调节控制单元发出调节指令，以将座椅调节到指定位置；

步骤五：在调节完成后，将此时的三维实时眼位坐标信息(x,y,z)与眼位三维基准点(x0,y0,z0)重新比对，以确保座椅已到达基准眼位。

综上所述，本发明用于智能调节飞行员眼位的系统和方法用于将飞行员的眼位采用特定装置进行三维定位，并将定位信息发送给座椅调节装置，飞行员座椅调节装置内置有调节控制单元，通过比对飞行员眼位与基准眼位信息进行智能调节座椅位置，以达到智能调节飞行员眼位的目的。

总而言之，相较于现有技术而言，本发明用于智能调节飞行员眼位的系统及方法的核心技术在于：(1)利用创新的眼位定位装置对飞行员的眼位进行三维定位，并将定位信息发送给座椅调节装置；(2)座椅调节装置内置有调节控制单元，通过比对所接收到的飞行员眼位信息与基准眼位信息而智能地调节座椅位置，由此实现本发明独有的飞行员眼位调节控制逻辑。

因此，与现有技术相比，本发明用于智能调节飞行员眼位的系统及方法具有以下显著地进步和价值：

1.本发明采用三维位置定位的方法提供信号输入以控制飞行员座椅调节的方法能够智能地调节飞行员眼位；

2.本发明精确地调节座椅位置而达到精确调节飞行员眼位的作用，因此即便在驾驶舱内光线不好的情况下，依然能够精确地调节飞行员眼位；

3.本发明的设计可替代传统的眼位仪，因此能够减少设备安装与维护，同时也降低了经济成本。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，熟悉本领域的技术人员易于想到其它的优点和修改。因此，在其更宽泛的方面上来说，本发明并不局限于这里所示和所描述的具体细节和代表性实施例。因此，本领域技术人员能够将上述实施方式的要素进行合理的组合或者改动，以便在不脱离如所附权利要求书及其等价物所限定的本发明总的发明概念的精神或范围的前提下作出各种修改。

Claims (8)

1.一种用于智能调节飞行员眼位的系统，包括：

眼位调节装置，所述眼位调节装置用于对飞行员眼位进行实时三维定位，其包括：

眼位定位装置，所述眼位定位装置包括定位发射单元，所述发射单元用于实时发射眼位三维实时信号；

座椅调节装置，所述座椅调节装置包括信号接收单元和座椅调节控制单元，其中，所述信号接收单元用于接收所述眼位三维实时信号，并将所述眼位三维实时信号发送至所述座椅调节控制单元，所述与座椅调节控制单元通过比对所述眼位三维实时信号与基准眼位信息而调节座椅位置；

眼位调节控制开关，所述眼位调节控制开关用于启动所述眼位定位装置和所述座椅调节装置。

2.如权利要求1所述的用于智能调节飞行员眼位的系统，其特征在于，所述眼位定位装置安装在用于指示或定位飞行员眼位的设备中。

3.如权利要求2所述的用于智能调节飞行员眼位的系统，其特征在于，所述眼位定位装置安装在飞行员护目镜中。

4.如权利要求3所述的用于智能调节飞行员眼位的系统，其特征在于，所述眼位定位装置安装在飞行员护目镜的中间部位中。

5.如权利要求1至4中任一项所述的用于智能调节飞行员眼位的系统，其特征在于，所述眼位定位装置通过摄像头对飞行员眼位进行实时三维定位。

6.如权利要求1至4中任一项所述的用于智能调节飞行员眼位的系统，其特征在于，所述眼位定位装置通过图像识别技术对飞行员眼位进行实时三维定位。

7.如权利要求1至4中任一项所述的用于智能调节飞行员眼位的系统，其特征在于，所述信号接收单元通过无线蓝牙连接方式接收所述眼位三维实时信号。

8.一种用于利用由权利要求1－7中任一项所述的用于智能调节飞行员眼位的系统对飞行员眼位进行智能调节的方法，包括如下步骤：

步骤一：启动眼位调节控制开关，以便同时启动眼位调节装置的眼位定位装置和座椅调节装置；

步骤二：所述眼位定位装置发送飞行员三维实时眼位坐标信息(x,y,z)到座椅调节控制单元；

步骤三：所述座椅调节控制单元接收三维实时眼位坐标信息(x,y,z)并将其与眼位三维基准点(x0,y0,z0)作比对，以此确定座椅移动方向及位置(Δx,Δy,Δz)；

步骤四：所述座椅调节控制单元发出调节指令，以将座椅调节到指定位置；

步骤五：在调节完成后，将此时的三维实时眼位坐标信息(x,y,z)与眼位三维基准点(x0,y0,z0)重新比对，以确保座椅已到达基准眼位。

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