CN114119380B - 一种准直虚像视景***几何变形测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种准直虚像视景***几何变形测量方法，包括以下测量步骤：S1、建立5°×5°标准点阵，通过在左右眼点架设经纬仪，并根据设计眼点生成5°×5°标准点阵；S2、建立虚像点阵，通过在视景***中以标准点阵原点为基准，并生成5°间隔的虚像点阵；S3、采集虚像点阵数据；S4、处理测量数据。本发明通过设计规范化的准直虚像视景***几何变形测量方法，能够快速、高效形成对比数据，便于模拟器麦拉膜安装调试、投影仪融合校正，通过设计快速高效、且具有标准化特征的虚像显示***校正、调试方法，易于推广，可有效提高准直虚像显示质量。
Description
技术领域
本发明涉及准直虚像视景相关技术领域，尤其涉及一种准直虚像视景***几何变形测量方法。
背景技术
在飞行模拟器中，可通过多台投影仪进行图像融合拼接，水平视场可达180度，垂直视场可达40度，并利用投影仪投射到背投屏上再透射到麦拉膜上，最后由麦拉膜反射光线进入人眼，可形成无限远虚像显示，一般称为准直虚像技术。但是在实际应用过程中，麦拉膜的布局设置无法达到理想曲面，且多投影图像拼接融合引起的画面畸变，飞行模拟器中经常会出现成像畸变现象。
现有技术中，准直虚像畸变的测量一般通过工程师根据自身实践经验，一般满足民航局AC-60中畸变要求中“一个5°正方形的均匀角间距不超过±1°，其相邻正方形的角间距不超过±1.5°”的容差范围即可，这种要求过于宽泛，同时测量方法过于依赖工程师的实践经验，调整效果差异较大，而且工程经验难以形成规范严格的书面要求，因此测量方法无法统一，测量技艺又难以传承。鉴于此，本申请文件提出一种准直虚像视景***几何变形测量方法技术。
发明内容
本发明为了解决国内现有标准化测量方法不完善现状，采用理论分析及工程实践，提出一种准直虚像视景***几何变形测量，应用于在模拟器麦拉膜安装调试、投影仪融合校正阶段，其根据设计眼点生成标准点阵，通过投影虚像点阵，采集虚像点阵数据，并通过与标准点阵分析对比，为快速高效校准虚像点阵，改善虚像画面畸变提供数据支持。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种准直虚像视景***几何变形测量方法，包括以下测量步骤：
S1、建立5°×5°标准点阵，通过在左右眼点架设经纬仪，并根据设计眼点生成5°×5°标准点阵；
S2、建立虚像点阵，通过在视景***中以标准点阵原点为基准，并生成5°间隔的虚像点阵；
S3、采集虚像点阵数据，通过在左、右设计眼点位置架设经纬仪，采集虚像点阵中各点水平、俯仰角数据，并将数据导入计算机进行保存；
S4、处理测量数据，将经纬仪采集后的测量数据进行分析对比，并指导几何变形校正。
优选地，所述步骤S1中，5°×5°标准点阵的水平0°线为以驾驶舱左右中心坡面，经过设计眼点与麦拉膜的相交线，且中心坡面绕设计眼点所在竖直线水平向右转动30°与麦拉膜相交线为水平+30°线，水平向左转动30°相交线为水平-30°线。
优选地，所述步骤S1中，5°×5°标准点阵的俯仰0°线为经过设计眼点的水平剖面与麦拉膜的相交线，绕设计眼点所在水平线向上转动10°相交线为俯仰+10°线，向下转动10°相交线为俯仰-10°线。
优选地，所述步骤S3中，采集数据时先打开经纬仪激光并将其聚焦对准需要测量的视景几何网格点，再进行定位，保存数据时，点击获取按钮来获取测量的原始数据，并在界面中显示方位和俯仰数据，当确认数据为正确测量数据后，点击确认按钮，存储至本地。
优选地，所述步骤S4中，采用经纬仪在机长眼点对所有虚像点阵进行逐一测量后，并生成视景几何测量数据，通过综合对比不同位置测量所得的结果，可以对视景***几何进行评价并为视景几何校正提供依据。
优选地，所述步骤S4中，还可采用经纬仪在副驾眼点位置、设计眼点位置对视景***几何进行测量，以获得视景几何测量数据。
本发明具有以下有益效果：
1、通过设计规范化的准直虚像视景***几何变形测量方法，能够快速、高效形成对比数据，便于模拟器麦拉膜安装调试、投影仪融合校正；
2、通过设计快速高效、且具有标准化特征的虚像显示***校正、调试方法，易于推广，可有效提高准直虚像显示质量。
附图说明
图1为本发明提出的一种准直虚像视景***几何变形测量方法的测量方法流程示意图；
图2为本发明中准直虚像成像示意图；
图3为本发明中准直虚像成像校正时的示意图；
图4为本发明中标准点阵示意图的模拟器俯视图；
图5为本发明中标准点阵示意图的模拟器左视图；
图6为本发明中的标准点阵坐标图；
图7为本发明中的投影区域示意图；
图8为本发明中经纬仪采集到的标准点阵数据界面示意图；
图9为本发明中经纬仪采集到的虚像点阵数据界面示意图；
图10为本发明中机长眼点测量视景几何数据对比分析示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种准直虚像视景***几何变形测量方法，包括以下测量步骤：
S1、建立5°×5°标准点阵，通过在左右眼点架设经纬仪，并根据设计眼点生成5°×5°标准点阵；步骤S1中，5°×5°标准点阵的水平0°线为以驾驶舱左右中心坡面，经过设计眼点与麦拉膜的相交线，且中心坡面绕设计眼点所在竖直线水平向右转动30°与麦拉膜相交线为水平+30°线，水平向左转动30°相交线为水平-30°线。
步骤S1中，5°×5°标准点阵的俯仰0°线为经过设计眼点的水平剖面与麦拉膜的相交线，绕设计眼点所在水平线向上转动10°相交线为俯仰+10°线，向下转动10°相交线为俯仰-10°线。具体可参照见图4(模拟器俯视图)及图5(模拟器左视图)。
具体的，准直虚像技术设计基于无限远成像显示原理，即位于设计眼点位置，观察麦拉膜上成像画面，应与观察实际景物一致，以民航客机飞行模拟器为例，设计眼点位于驾驶舱左右中心剖面上，此时假设中心剖面与麦拉膜相交为0°线，中心剖面向右转动30度相交线为+30°线，中心剖面向左转动30度相交线为-30°线。当观察者在设计眼点观察到0°线有虚像A，+30°线有虚像B，-30°线上由虚像C，如图2所示(注：虚像面与麦拉膜距离要远大于左/右/设计眼点与麦拉膜距离，仅用作说明参考)。
此时当观察者位于左/右眼点位置，观察A、B、C三个虚像也分别在0°、+30°、-30°线位置，与再设计眼点观察现象一致，可参考图3所示。因此，可通过程序生成水平、垂直方向5°×5°标准点阵，分别位于左/右/设计眼点，测量虚像点阵的角度参数，分析对比畸变程度及校正优化。
S2、建立虚像点阵，通过在视景***中以标准点阵原点为基准，并生成5°间隔的虚像点阵；实际应用时，以3台投影、水平可视角度200°，俯仰可视角度40°为例，每台投影水平可视角度为70°，与相邻投影重合区域为5度的重叠区域，具体可参照图7所示。
S3、采集虚像点阵数据，通过在左、右设计眼点位置架设经纬仪，采集虚像点阵中各点水平、俯仰角数据，并将数据导入计算机进行保存；步骤S3中，采集数据时先打开经纬仪激光并将其聚焦对准需要测量的视景几何网格点，再进行定位，保存数据时，点击获取按钮来获取测量的原始数据，并在界面中显示方位和俯仰数据，当确认数据为正确测量数据后，点击确认按钮，存储至本地。
视景***几何测试数据导入计算机可通过以下步骤实现：使用串口数据线一端连经纬仪，另一端连计算机，将计算机和经纬仪连接起来即可进行数据传输。
S4、处理测量数据，将经纬仪采集后的测量数据进行分析对比，并指导几何变形校正。采用经纬仪在机长眼点对所有虚像点阵进行逐一测量后，并生成视景几何测量数据，通过综合对比不同位置测量所得的结果，可以对视景***几何进行评价并为视景几何校正提供依据。进一步的，还可采用经纬仪在副驾眼点位置、设计眼点位置对视景***几何进行测量，以获得视景几何测量数据。
具体的，生成的视景几何测量数据如图8-10所示，且在图8、图9中，“*”为标准点阵，“○”为虚像点阵数据，图10为部分点阵具体测量数值及简要对比数据。
在图10中，第一列第二列为标准点阵方位及俯仰数据，第三列第四列为虚像点阵方位及俯仰数据，“A.G”为虚像点整与标准点阵间方位俯仰数据差值的平方根，“5Horz”、“10Horz”分别为虚像点阵水平方位上5°、10°间隔相差度数，“5Vert”、“10Vert”分别为虚像点阵俯仰上5°、10°间隔相差度数。
综上，本发明通过设计出规范化的准直虚像视景***几何变形测量方法，相较于传统的依赖工程师经验进行测量校正，本设计方法明显能够快速、高效形成对比数据，便于模拟器麦拉膜安装调试、投影仪融合校正。此外，本发明中所使用到的硬件设施便于获取，适于准直虚像安装、调试等。且本发明的测量方法包括但不限于驾驶舱飞行模拟器虚像显示***校正、调试等，快速高效、且具有标准化特征，易于推广，可有效提高准直虚像显示质量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种准直虚像视景***几何变形测量方法，其特征在于，包括以下测量步骤：
S1、建立5°×5°标准点阵，通过在左右眼点架设经纬仪，并根据设计眼点生成5°×5°标准点阵；
S2、建立虚像点阵，通过在视景***中以标准点阵设计眼点为基准，并生成5°间隔的虚像点阵；
S3、采集虚像点阵数据，通过在左、右设计眼点位置架设经纬仪，采集虚像点阵中各点水平、俯仰角数据，并将数据导入计算机进行保存；
S4、处理测量数据，将经纬仪采集后的测量数据进行分析对比，并指导几何变形校正；
所述步骤S1中，5°×5°标准点阵的水平0°线为以驾驶舱左右中心坡面，经过设计眼点与麦拉膜的相交线，且中心坡面绕设计眼点所在竖直线水平向右转动30°与麦拉膜相交线为水平+30°线，水平向左转动30°相交线为水平-30°线；
所述步骤S1中，5°×5°标准点阵的俯仰0°线为经过设计眼点的水平剖面与麦拉膜的相交线，绕设计眼点所在水平线向上转动10°相交线为俯仰+10°线，向下转动10°相交线为俯仰-10°线。
2.根据权利要求1所述的一种准直虚像视景***几何变形测量方法，其特征在于，所述步骤S3中，采集数据时先打开经纬仪激光并将其聚焦对准需要测量的视景几何网格点，再进行定位，保存数据时，点击获取按钮来获取测量的原始数据，并在界面中显示方位和俯仰数据，当确认数据为正确测量数据后，点击确认按钮，存储至本地。
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