Способ пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке
Владельцы патента RU 2585260:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технический университет гражданской авиации (RU)
Изобретение относится к авиационной технике. Техническим результатом является повышение эффективности пространственной ориентации пилотов. Способ пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке включает формирование виртуальной посадочной глиссады с использованием комплекса, содержащего наголовный модуль, систему позиционирования, включающую средство определения трех линейных и трех угловых координат положения воздушного судна в пространстве, компьютер и модуль памяти с координатами посадочных глиссад, при этом наголовный модуль представляет собой очки смешанной реальности с призмами для вывода на прозрачные стекла очков стереопар виртуальных объектов - маркеров посадочной глиссады, система позиционирования связана с компьютером, генерирующим стереопары виртуальных объектов-маркеров посадочной глиссады для очков смешанной реальности.
Изобретение относится к авиационной технике, а именно к бортовому оборудованию воздушных судов.
Известны способы пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке, характеризующиеся использованием комплексов, содержащих средство навигации для формирования данных вертикального местоположения и данных бокового местоположения, представляющих местоположение самолета, средство вырабатывания символов, связанное со средством навигации и предназначенное для формирования сигналов символов из сигналов данных вертикального и бокового местоположений, и средство электронного дисплея, связанное со средством вырабатывания символов, предназначенное для отображения сигналов символов оператору и включающее экран дисплея, на котором отображаются символы, представляющие сигналы символов (US 4454496, RU 2173660). При осуществлении таких способов с использованием навигационных данных обеспечивают расчет, а затем отображение на экране дисплея осевой линии курса следования. Символ осевой линии предназначен для имитирования появления посадочной глиссады. На дисплее лобового стекла показаны линия горизонта, осевая линия, символическое изображение самолета и дополнительно указатели бокового отклонения (RU 2173660). Символическое изображение самолета представляет собой стандартный символ местоположения самолета и остается по существу в неподвижном положении на экране дисплея.
Недостатками известных способов является отсутствие 3D- и стереопредставления маркеров посадочной глиссады, что снижает эффективность пространственной ориентации пилотов, необходимость специального обучения пилотов и установки громоздкого оборудования в пилотской кабине, а также зависимость навигационного оборудования от бортовой сети питания.
Известен также способ пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке, характеризующийся использованием комплекса, включающего модифицированный штатный бортовой радиолокатор (метеонавигационный, прицельный или землеобзорный) и один или несколько рядов радиолокационных точечных отражателей, установленных в зоне взлетно-посадочной полосы в соответствии с псевдослучайным законом по дальности. Полученная информация может контролироваться пилотом путем сравнения полученного на ее основании виртуального изображения взлетно-посадочной полосы с реальным радиолокационным изображением взлетно-посадочной полосы на мониторе в координатах «азимут - дальность» и может быть использована для управления воздушным судном при помощи автопилота или вручную (RU 2348944).
Недостатками указанного известного способа также является отсутствие 3D- и стереопредставления маркеров посадочной глиссады, что снижает эффективность пространственной ориентации пилотов, необходимость специального обучения пилотов и установки громоздкого оборудования в пилотской кабине и зависимость навигационного оборудования от бортовой сети питания.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является известный способ пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке, включающий формирование виртуальной посадочной глиссады с использованием комплекса, содержащего наголовный модуль, систему позиционирования, включающую средство определения трех линейных и трех угловых координат положения воздушного судна в пространстве, связанный с ней компьютер и модуль памяти с координатами посадочных глиссад (http://www.membrana.ru/articles/technic/2010/04/27/130400.html). Наголовный модуль выполнен в виде шлема, на щиток которого проецируются трехмерные изображения маркеров в виде серии виртуальных объектов - рамок, трассирующих траекторию полета. Известный способ не обеспечивает стереоскопичности виртуальных объектов, что снижает эффективность пространственной ориентации.
Технической задачей создания предлагаемого изобретения является разработка способа пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке, лишенного указанного недостатка.
Технический результат предлагаемого изобретения состоит в повышении эффективности пространственной ориентации пилотов.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке, включающем формирование виртуальной посадочной глиссады с использованием комплекса, содержащего наголовный модуль, систему позиционирования, включающую средство определения трех линейных и трех угловых координат положения воздушного судна в пространстве, связанный с ней компьютер и модуль памяти с координатами посадочных глиссад, наголовный модуль представляет собой очки смешанной реальности с призмами для вывода на прозрачные стекла очков стереопар виртуальных объектов - маркеров посадочной глиссады, система позиционирования связана с компьютером, генерирующим стереопары виртуальных объектов-маркеров посадочной глиссады для очков смешанной реальности.
Осуществление предлагаемого способа пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке заключается в следующем.
В компьютер поступают данные о положении воздушного судна в пространстве из системы позиционирования и данные о пространственных координатах посадочной глиссады из модуля памяти. Компьютер генерирует стереопары виртуальных объектов - маркеров посадочной глиссады, которые выводятся на прозрачные стекла очков.
Для осуществления изобретения может быть использован автономный компьютер. Очки смешанной реальности представляют собой прозрачные стекла, на которые с помощью призм выводится стереопара изображения виртуальных объектов, маркирующих посадочную глиссаду. В качестве очков смешанной реальности могут быть использованы соответствующие очки, выпускаемые промышленностью, например, SmartVision компании «Laster Technologies» (http://www.laster.fr/technologies/description/) и др. В качестве системы позиционирования, содержащей средство определения трех линейных и трех угловых координат положения воздушного судна в пространстве, можно использовать автономную систему, включающую приемник спутниковой навигационной системы (GPS или ГЛОНАСС) и гироскоп.
В силу прозрачности очков пилот сохраняет визуальный контроль над ситуацией, но одновременно видит маркеры посадочной глиссады, стереоизображения которых меняются в соответствии с движением воздушного судна, что обеспечивается посредством использования данных системы позиционирования. Выполнение полета вдоль виртуальной глиссады обеспечивает безошибочный заход на посадку при любой, даже нулевой видимости. Данные о пространственных координатах посадочной глиссады хранятся в памяти компьютера, генерирующего стереоизображения маркеров глиссады, к которому подключены очки смешанной реальности.
Использование предлагаемого способа за счет стереоскопического воспроизведения маркеров посадочной глиссады обеспечивает повышение точности и надежности выполнения маневра посадки независимо от метеоусловий и условий видимости, т.е. позволяет повысить эффективность пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке. Таким образом, удается полностью решить проблему пространственной ориентации пилотов, которая является причиной большинства авиакатастроф при посадках в условиях ограниченной видимости.
Способ пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке, включающий формирование виртуальной посадочной глиссады с использованием комплекса, содержащего наголовный модуль, систему позиционирования, включающую средство определения трех линейных и трех угловых координат положения воздушного судна в пространстве, связанный с ней компьютер и модуль памяти с координатами посадочных глиссад, отличающийся тем, что наголовный модуль представляет собой очки смешанной реальности с призмами для вывода на прозрачные стекла очков стереопар виртуальных объектов - маркеров посадочной глиссады, система позиционирования связана с компьютером, генерирующим стереопары виртуальных объектов - маркеров посадочной глиссады для очков смешанной реальности.
