具体实施方式

在下文中，术语“竖直”通常相对于重力方向来理解。术语“水平”通常被理解为表示垂直于竖直方向。

飞行器10例如是在地形12上飞越的飞机、直升机或甚至无人机。换言之，飞行器10是可以由飞行员14经由控制站16进行操纵的飞行器械，该控制站16被设置在飞行器10的内部或者与飞行器相距一定距离，特别是在无人机的情况下。

如图1和图3中所见，飞行器10主要沿纵向方向X-X’延伸。纵向方向X-X’通常也称为飞行器10的横滚轴线。

飞行器10能够在飞行器10的行进方向上沿纵向方向X-X’飞越位于其前方的地形12的区域。

控制站16在这里是飞行器10的驾驶舱。如图1所示，控制站16包括用于飞行员14的至少一个座椅18、多个数据库20、定向传感器22、至少部分透明并将驾驶舱的内部与飞行器10的外部环境隔开的挡风玻璃24以及包括显示屏26和显示系统28的显示组件。

显示屏26例如是抬头显示屏。抬头显示屏至少部分透明。有利地，抬头显示屏是集成到适合飞行员14佩戴的头盔30中的遮板29，如图1所示。作为变型，抬头显示屏是透明表面，其固定在驾驶舱中并放置在飞行员14前方。

作为变型或另外地，显示屏26是低头显示屏。低头显示屏幕是被配置为显示至少一个图像的表面。有利地，低头显示屏被配置为显示与飞行器10相关的信息，例如速度、相对于地形12的高度、飞行器10的定向和/或与飞行器10的外部环境相关的信息，例如飞行器10附近的空中交通信息和天气状况。

作为未示出的变型，飞行器10是可以通过控制站16，例如地面控制站，远程操纵的无人机，对无人机的操纵基于该控制站执行。控制站16在此至少包括飞行员12的座椅18、显示屏26和未示出的至少一个环境显示屏。环境显示屏被配置为显示飞行器10的由嵌入无人机的至少一个摄像机所拍摄的外部环境。

定向传感器22适用于确定飞行员14的凝视的瞄准轴线A-A’。如图1所示，与预定立体角相关联的瞄准轴线A-A’限定了飞行员14的视场32。抬头显示屏旨在至少部分地设置在飞行员14的视场32中。

定向传感器22例如是设置在飞行员14的头盔30中的加速度计并且适合于基于头盔30的测量加速度来确定飞行员14的头部的姿势。因此，定向传感器22适于基于飞行员14的头部的姿势以及飞行器10的至少由嵌入在飞行器10中的传感器所接收的定向来确定瞄准轴线A-A’。

作为变型，定向传感器22是电磁传感器，其适于基于由于飞行员14的头部的移动引起的磁场干扰来确定飞行员14的头部的姿势。

控制站16有利地包括介于两个到十个之间的不同数据库20，特别是三个数据库20。

每个数据库20包括以相应分辨率表示地形12的元素的制图数据。

对于每个相应分辨率，制图数据通常包括地理坐标，例如大地测量系统中的纬度、经度和海拔，以及关于地形12的元素的信息，例如地形12的性质。例如，对于每个相应分辨率，制图数据由所述地理坐标和关于地形12的元素的所述信息构成。

地形12的元素是例如山脉、存在的建筑物、着陆区域等。

分辨率表示地形12的每单位面积可用的制图数据数量。因此，分辨率越高，相关数据库20则包括越多代表给定地形12的区域的制图数据，并且飞行员14将具有对该地形12的区域的更精确表示。

例如，分辨率表示为地面表面上两个地形元素之间的角度差，两个地形元素各自由制图数据表示。每个数据库20然后具有特别是介于1和24弧秒之间的分辨率。

与数据库20中的一个相关联的地形12的元素例如在小于与数据库20中分辨率低于所述数据库20的分辨率的一个数据库相关联的地形12的元素延伸所在的面积的面积上延伸。

因此，具有最低分辨率的数据库20包括代表处于地形12的最大面积上的地形12的元素的制图数据。相反，具有最高分辨率的数据库20包括代表在地形12的最小面积上延伸的地形12的元素的制图数据。特别地，具有最高分辨率的数据库20仅包括飞行员14感兴趣元素，也就是说，给定兴趣点，也称为POI(英语中称为“兴趣点”)的制图数据，例如机场。

因此，相比于与更低分辨率相关联的数据库20，与高分辨率相关联的数据库20的存储大小仍然有限。在制图数据覆盖相同面积的情况下，高分辨率的数据库20比低分辨率的数据库20具有大得多的存储大小。这在航空领域尤其成问题，由于数据库20嵌入在具有减少的可用存储器的飞行器10中，其中通带允许从也减少的存储器加载制图数据。因此，通过限制与高分辨率的数据库20相关联的面积，这些数据库20的存储大小受到限制，例如小于低分辨率的数据库20的存储大小。所有数据库20都适合嵌入在飞行器10中。

与数据库20中的一个数据库相关联的地形12的元素例如在包括于与数据库20中分辨率低于所述数据库20的分辨率的一个数据库相关联的地形12的元素延伸所在的面积中的面积上延伸。

如图4中所见，显示系统28包括获取模块34、计算模块36、测试模块38、确定模块40、显示模块42以及可选的停用模块44。

获取模块34被配置为获取所述地形12的区域中的地形12的最大海拔Zt，如图2所示。

在图3的示例中，地形12的区域由轴线X-X’的锥体构成，其顶点是飞行器10以及相对于飞行器10的最大距离Dmax。距离Dmax对应于例如飞行员14的视际线。最大距离Dmax通常介于10到160海里之间(以下表示为NM，来自英语海里)。

获取模块34例如适于基于包括在数据库20中的制图数据计算地形12的最大海拔Zt。

获取模块34还被配置为获取飞行器10的海拔Za，如图2所示。获取模块34例如适于基于嵌入飞行器10中的海拔计的测量获取飞行器10的海拔Za。

计算模块36被配置为计算不同数据库20的分辨率中的目标分辨率。

与目标分辨率相关联的数据库20被称为目标数据库20A。

如图2所示，目标分辨率至少根据地形12的所述区域中的地形12的最大海拔Zt与飞行器10的海拔Za之间的高度H进行计算。

目标分辨率例如是所述高度H的递减函数。因此，当高度H低并且飞行器10接近地形12的区域的最大凸起时，通常在着陆时，目标分辨率高，使得飞行员14获得其附近环境的精确表示。相反，当该高度H高时，通常对应于飞行器10在地形12上方的巡航阶段，所计算的目标分辨率较低，这是由于飞行员14不需要关于其经高处飞越的地形12的非常精确信息。

此外，每个分辨率都与所述高度H的值范围相关联。因此，获取模块34将数据库20的分辨率中的一个与高度H的每个值范围相关联。例如，当高度H小于3000m时，目标分辨率等于数据库20的分辨率中的最大分辨率。反之，当高度H大于9000m时，目标分辨率等于数据库20的分辨率中的最小分辨率。

另外，在高度H的两个范围值之间的过渡时实施滞后函数。该滞后函数允许在高度H接近过渡时避免过多过渡。因此，如果在从高度H变换至某个过渡值时分辨率增加，则只有如果高度H降低到低于该过渡值的值时，分辨率才能返回到其先前值，且反之亦然。

计算模块36还被配置为计算可视距离D，如图3所示，可视距离D代表飞行器10的合成视图所显示的最大距离，如将在后面解释的。因此，当可视距离D高时，合成视图显示始自飞行器10的地形12的大范围。相反，当可视距离D低时，合成视图仅显示靠近飞行器10的小范围。

可视距离D至少根据地形12的所述区域中的地形12的最大海拔Zt与飞行器10的海拔Za之间的高度H来计算。

可视距离D例如是所述高度H的递增函数。有利地，基于分段线性函数计算可视距离D。

此外，可视距离D包括最小阈值和最大阈值。例如，当高度H小于3000m时，可视距离D保持等于40NM，而当高度H大于9000m时，可视距离D保持等于160NM。

因此，当高度H低并且飞行器10接近地形12的区域的最大凸起时，通常在着陆时，可视距离D小并且合成视图仅显示飞行器10的飞行员14感兴趣的靠近区域12。

相反，当该高度H高时，通常对应于飞行器10的巡航阶段，可视距离D高，这是由于飞行员14需要具有其飞越的地形12的长远视图。

因此，可视距离D是目标分辨率的递减函数。目标分辨率增加得越多，则可视距离D减小得越多。反之，可视距离D增加得越大，则目标分辨率降低得越多。

此外，视距D随时间的变化被限制为预定最大变化，以避免可视距离D过于突然过渡。例如，可视距离D的变化被限制为每秒0.5NM。

测试模块38被配置为通过对于包括在地形12的所述区域中并且位于距飞行器10小于可视距离D的距离处的地形12的每个元素验证目标数据库20A是否包括代表地形12的所述元素的制图数据来测试与目标分辨率相关联的目标数据库20A的适用性。

换言之，测试模块38被配置为通过验证与包括在地形12的所述区域中并且位于距飞行器10小于可视距离D的距离处的地形12的元素相关联的制图数据是否可用来测试数据库20的适用性。

测试模块38还被配置为如果目标数据库20A不适用，即不合适，则测试数据库20中分辨率低于目标分辨率的称为替代数据库20B的适用性。

测试模块38然后被配置为对于包括在地形12的所述区域中并且位于距飞行器10小于可视距离D的距离处的地形12的每个元素验证替代数据库20B是否包括代表地形12的所述元素的制图数据。

因此，如在图1中所见，数据库20包括目标数据库20A、可选地替代数据库20B以及一个或多个其他数据库20C。

确定模块40被配置为如果目标数据库20A适用，则基于目标数据库20A的代表包含于地形12的所述区域中并且位于距飞行器10小于可视距离D的距离处的地形12的元素的制图数据确定地形12的区域的三维合成视图。

合成视图的确定在于基于相关联的制图数据计算和合成地形12的区域的表示。

获得合成视图的计算时间基本上与所处理的地图数据的数量成比例。因此，当目标分辨率增加时，计算模块36适合于减小可视距离D的事实使得限制计算时间并因此允许获得显示系统28的实时使用。

确定模块40还被配置为如果替代数据库20B适用，则基于替代数据库20B的代表包含于地形12的所述区域中并且位于距飞行器10小于可视距离D的距离处的地形12的元素的制图数据确定地形12的区域的三维合成视图。

显示模块42被配置在显示屏26上显示地形12的区域的三维合成视图。

显示模块42尤其被配置为以目标分辨率或替代分辨率显示基于位于直到可视距离D的地形12的元素的制图数据所确定的合成视图。

显示模块42被配置为抬头显示屏和/或低头显示屏上显示合成视图。

停用模块44被配置为当数据库20中分辨率低于目标分辨率的任何数据库20均不适用时，停用确定模块40和显示模块42，以停用，换言之，禁止或阻止对三维合成视图的确定以及在显示屏26上显示三维合成视图。

在任何替代数据库20B均不包括确定合成视图所需的制图数据的情况下，确定模块40和显示模块42的停用允许避免该确定模块40和显示模块42的故障。

在图3的示例中，显示系统28包括信息处理单元50，其例如由存储器52和与存储器52相关联的处理器54形成。获取模块34、计算模块36、测试模块38、确定模块40、显示模块42以及非强制可选的停用模块44均以可由处理器54执行的软件或软件块的形式实现。显示系统28的存储器52然后能够存储获取软件、计算软件、测试软件、确定软件以及非强制可选的停用软件。处理器54然后能够执行这些软件中的每一个。

在未示出的变型中，获取模块34、计算模块36、测试模块38、确定模块40、显示模块42以及非强制可选的停用模块44均以可编程逻辑部件的形式，(例如FPGA(英语中现场可编程门阵列))或以专用集成电路的形式(例如ASIC(英语中专用集成电路))实现。

当以一个或多个软件的形式，即以计算机程序的形式实现显示系统28时，该显示系统还能够被记录在计算机可读的介质(未示出)上。计算机可读介质例如是能够存储电子指令并耦合到计算系统的总线的介质。作为示例，可读介质是光盘、磁光盘、ROM存储器、RAM存储器、任何类型的非易失性存储器(例如EPROM、EEPROM、FLASH、NVRAM)、磁卡或光卡。然后，包括软件指令的计算机程序存储在可读介质上。

现在将借助图5解释根据本发明的显示系统28的操作，图5示出了根据本发明的在显示屏26上显示合成视图的方法的流程图，该方法是由显示系统28实现。

最初，飞行器10飞越地形12。飞行器10朝其所面对的地形12的区域飞行。

在初始步骤110时，获取模块34获取地形12的所述区域中的地形12的最大海拔Zt和飞行器10的海拔Za，在图2中可见。

然后，该方法包括由计算模块36执行的计算步骤120，其一方面计算多个数据库20的分辨率中的目标分辨率且另一方面计算可视距离D。

目标分辨率和可视距离D各自至少根据地形12的所述区域中的地形12的最大海拔Zt与飞行器10的海拔Za之间的高度H来计算。

然后，在步骤130时，测试模块38通过对于包括在地形12的所述区域中并且位于距飞行器10小于可视距离D的距离处的地形12的每个元素验证目标数据库20A是否包括代表地形12的所述元素的制图数据来测试与目标分辨率相关联的目标数据库20A的适用性。

如果目标数据库20A适用，则确定模块40基于目标数据库20A的代表包含于地形12的所述区域中并且位于距飞行器10小于可视距离D的距离处的地形12的元素的制图数据确定地形12的区域的三维合成视图。

然后，在步骤14时中，显示模块42在显示屏26上以目标分辨率直到可视距离D显示地形12的区域的三维合成视图。

如果在测试步骤130时，目标数据库20A不适用，则该方法包括由测试模块38执行的第二测试步骤150，其测试在数据库20中分辨率低于目标分辨率的的替代数据库20B的适用性。

如果替代数据库20B适用，则确定模块40基于替代数据库20B的代表包含于地形12的所述区域中并且位于距飞行器10小于可视距离D的距离处的地形12的元素的制图数据确定地形12的区域的三维合成视图。

然后，在步骤160时，显示模块42在显示屏26上以替代分辨率直到可视距离D显示地形12的区域的三维合成视图。

如果替代数据库20B不适用，则显示方法包括由停用模块44执行的停用步骤170，其停用对三维合成视图的确定以及在显示屏26上显示三维合成视图。

然后，该方法包括从步骤110开始的新步骤迭代。

该方法特别以15Hz的最小频率实现。

在此描述了根据本发明的具有目标分辨率和单一替代分辨率的显示方法。

本领域技术人员因此将理解，作为变型，可能实施多次替代分辨率。根据该变型，显示方法包括多次适用性测试150，其测试具有相应替代分辨率的相应替代数据库20B中的每一个适用性。因此，如果第一替代数据库20B不适用，则该方法包括测试分辨率小于第一替代数据库20B的分辨率的第二替代数据库20B的适用性的新适用性测试步骤150，等等，直到相应替代数据库20B适用。

然而，当数据库20中分辨率低于目标分辨率的任何数据库20均不适用时，该方法包括由停用模块44执行的停用步骤170，其停用对三维合成视图的确定以及在显示屏26上显示三维合成视图。

因此，可以知悉，本发明具有多个优点。

实际上，根据本发明的显示方法允许根据地形12的最大海拔Zt和飞行器10的海拔Za之间的高度H计算目标分辨率。当该高度H低时，该目标分辨率通常高，使得飞行员14具有对其环境的良好感知。

也根据该高度H计算可视距离D允许将可视距离D调整到所计算的目标分辨率并因此限制为确定合成视图而要处理的数据。

获得合成视图的计算时间与所处理的制图数据的数量基本成比例，当目标分辨率增加时，可视距离D的减小允许限制该计算时间并因此提供对根据本发明的显示系统28的实时使用。

最后，目标数据库20A的适用性测试和替代数据库20B的可能使用允许包括高分辨率制图数据，也即具有目标分辨率的数据库20仅用于飞行员14的感兴趣区域，例如机场，而不用于可能由飞行器10所飞越的所有或全部地形12。

因此，本发明还允许显著地减小这些数据库20的大小，使得其可以存储在飞行器10的通常受限的可用存储器中，以及显著减小待由根据本发明的显示方法和相关的显示系统18所处理的相关数据量。