JPH087803B2 - 立体的に運動する物体の運動姿勢の客観的表示方法および装置 - Google Patents
立体的に運動する物体の運動姿勢の客観的表示方法および装置Info
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- JPH087803B2 JPH087803B2 JP2053103A JP5310390A JPH087803B2 JP H087803 B2 JPH087803 B2 JP H087803B2 JP 2053103 A JP2053103 A JP 2053103A JP 5310390 A JP5310390 A JP 5310390A JP H087803 B2 JPH087803 B2 JP H087803B2
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Description
艦のような立体的に運動する物体の運動姿勢を表示する
ための方法および装置に関する。とくに、本発明は、該
物体の運動姿勢を2次元ディスプレイ画面上に立体的に
表示する方法および装置に関する。
識させるため、操縦室内に姿勢表示器が設けられる。従
来一般に採用されている姿勢表示の方法は、地球軸に対
して固定されているように動作する球体により機体の姿
勢を表示するものである。すなわち、該球体には地平線
に相当する水平線が描かれ、この水平線の傾斜および上
下位置によって機体の姿勢が判断される。この従来の表
示方法は、表示から直接的に機体姿勢を把握するもので
はないので、高機動すなわち激しい運動に際しての機体
姿勢の確認には適当でない。
て、水平線を固定し、機体シンボルを動かすような表示
方法が提案されている。たとえば、雑誌 HUMAN FACTO
RS,1972,14(2),107−129には、航空機の翼を直線に
よりシンボル化して表示し、このシンボルが2次元ディ
スプレイ画面上の十字線に対して上下左右に移動した
り、傾斜したりするような表示方法が開示されている。
に採用されている方法に比して、姿勢の確認が容易にな
る、という利点はあるが、表示が2次元的であり、ピッ
チ方向の運動姿勢は、シンボルの上下位置により判断し
なければならない。したがって、この表示方法も運転姿
勢の瞬間把握には適当でない。
姿勢の立体的な認識が可能になるような形で表示できる
表示方法および装置を提供することを目的とする。
は、物体のピッチ角およびロール角についての信号から
機体の立体的表示に必要な複数の部位の基準座標系にお
ける座標を演算し、この座標値を、観察方向からの2次
元座標系への投影座標に変換して、その変換値に基づい
て2次元ディスプレイ画面上に立体的な表示形態で表示
を行うものである。
たものであって、立体的に運動する物体のピッチ角およ
びロール角を検出してそれぞれピッチ角信号およびロー
ル角信号を発生するピッチ角センサおよびロール角セン
サと、前記ピッチ角信号および前記ロール角信号に基づ
いて表示上の基準となる部位の基準座標系における座標
を演算する手段並びに前記演算処理手段からの座標信号
に基づいて観察方向からの2次元座標への前記部位の投
影座標を表す表示信号を形成する表示信号形成手段を有
する演算処理手段と、前記表示信号に基づいて前記物体
のシンボルを可視画面上に表示する表示手段とにより構
成される。
て、たとえば地球上の固定軸が選ばれ、物体の立体的表
示に必要な複数の部位としては、物体シンボルがたとえ
ば直線のみで構成されるばあいには、各直線の両端部が
選ばれ、シンボルに曲線が含まれるばあいには、その曲
線の曲率中心と曲率半径とが選ばれる。このような部位
の基準軸上の座標位置を物体のピッチおよびロール角信
号に基づいて演算し、この演算値を基にして、観測方向
からの2次元座標への投影座標値を演算する。観測方向
としては、たとえば後方から前方を見たばあいであり、
この状態で観測者に視覚的に認識される物体の姿勢を立
体的に表示する。物体のシンボルが直線のみで構成され
ているばあいには、表示に必要な部位として選ばれた複
数の点の2次元座標への投影座標が上述のように演算さ
れ、この演算結果に基づいて表示に必要なコマンド信号
が形成される。コマンド信号としては、たとえば表示部
位に対応する点の信号と、その点間を結ぶ線を形成する
信号が形成される。物体シンボルが曲線を含むばあいに
は、その曲率中心と曲率半径に応じた投影座標信号か
ら、必要な投影曲線の形成のためのコマンド信号が形成
される。
面上に物体の運動姿勢が立体的表示手法で表示される。
表示の例が示されている。図において、表示画面1に
は、中央に2次元ディスプレイ画面2が設けられ、該2
次元ディスプレイ画面2の両側にデータ表示部3、4が
設けられている。画面2上には、水平線5とピッチ角ス
ケール6およびロール角スケール7が形成されている。
そして該画面2上に、航空機の像8が表示される。デー
タ表示部3には較正対気速度スケール3aおよび上下方向
加速度スケール3bが形成され、必要な表示が行われる。
また、データ表示部4には昇降率スケール4aと気圧補正
高度スケール4bとが形成され、必要な表示が行われる。
ディスプレイ画面2の上方には、機首方位角表示部4cが
設けられる。
である。この表示装置は、演算処理装置9とシンボルジ
ェネレータ10、およびディスプレイ装置11により構成さ
れ、ディスプレイ装置11には前述の表示画面1が形成さ
れている。演算処理装置9は通常のマイクロコンピュー
タにより構成すればよく、機能的には、機体シンボルデ
ータ設定部9a、ピッチ角座標変換部9b、ロール角座標変
換部9cおよびコマンド信号変換部9dからなる。機体シン
ボルデータ設定部9aは、標準姿勢での機体シンボルの基
準座標データを設定するためのもので、機体シンボルの
表示に必要な機体上の部位の地球軸上における基準座標
データを記憶する記憶部と、この記憶されたデータを読
み出す読み出し部とにより構成される。
のである。このシンボル12は、機体および主翼部を表す
3角形部分12aと該3角形部分12aから上方に延びる3角
形の垂直尾翼部分12b、12cにより構成される。第3図に
おいては、地球軸は、垂直軸ZEと、二つの直交する水平
軸すなわち北方向水平軸XEおよび東方向水平軸YEとによ
り表示される。この例では、シンボル表示のために必要
な部位としては、部分12a、12b、12cを構成する各直線
の両端部が選ばれる。たとえば、第3図に示すように垂
直尾翼部分12cの頂部の点Pが選ばれ、機体の標準姿勢
での点Pの地球軸上の座標(XET1,YET1,ZET1)が上述の
基準座標データとして記憶されており、適宜読み出され
る。この点Pのみを地球軸上の座標で示すと第4図
(a)のようになる。
チ角センサ13およびロール角Фを検出するロール角セン
サ14が接続されている。演算処理装置9のピッチ角座標
変換部9bにおいては、センサ13からのピッチ角信号と設
定部9aからの基準座標データとにより、対応するピッチ
運動のもとでの地球軸(XE,YE,ZE)上の座標が演算され
る。たとえば点Pのばあいには、その基準座標(XET1,Y
ET1,ZET1)に対応して、ピッチ運動のもとでの座標(X
ET2,YET2,ZET2)が演算される。この点Pの座標を地球
軸上に示せば第4図(b)のようである。次にロール角
信号に基づく演算がロール角座標変換部9cにおいて行わ
れる。このロール角座標変換部9cにおいては、ピッチ角
運動を考慮した座標(XET2,YET2,ZET2)とロール角信号
とから、ロール角運動を考慮した座標(XET3,YET3,
ZET3)が演算される。このときの点Pの位置を地球軸上
に示せば第4図(c)の通りである。この実施例におけ
るピッチ角座標変換部9bおよびロール角座標変換部9c
が、本発明における座標演算手段を構成する。
る演算は、次式により表すことができる。
ET3,YET3,ZET3)は、次にコマンド信号変換部9dにおい
て表示コマンド信号に変換される。この部分では、第5
図(a)に示す観測点Aからの観測方向に見た第5図
(b)に示す2次元投影座標系(x0,y0)における投影
座標(x0T,y0T)が演算により求められる。そして、同
様な手順で求められた他の点たとえば第3図の点Qの投
影座標との間に直線を表示するための信号がコマンド信
号として形成される。このコマンド信号変換部9dが本発
明の表示信号形成手段を構成する。さらに、演算処理装
置9が本発明の演算処理手段を構成する。また、基体シ
ンボル・データ設定部9aが、本発明における基準座標上
の座標値を設定する手段を構成する。
され、該シンボルジェネレータ10は、このコマンド信号
を解読してディスプレイ装置11による表示の可能な表示
信号とする。この表示信号はディスプレイ装置11に入力
され、ディスプレイ装置11はこの表示信号に基づいて表
示画面2に表示を行う。
頂点の座標を上述のように演算し、各頂点間を結ぶ必要
な線を表示するためのコマンド信号を形成することによ
り、機体シンボルが運動姿勢を立体的に表示する形態で
画面2上に描かれることになる。したがって、操縦士
は、自機の運動姿勢を画面上の表示から直観的に認識す
ることが可能になる。航空機のばあい、このディスプレ
イ装置11は該航空機の操縦室内に配置されるが、遠隔操
縦されるミサイル等のばあいには、地上の操縦基地にこ
のディスプレイ装置11を配置することによりミサイルの
運動を直観的に把握することが可能になる。
センサ13、ロール角センサ14、気圧補正高度計15、較正
対気速度計16、機首方位角度計17、上方方向加速度計1
8、昇降率計19などの信号が入力され、これらの信号は
演算処理装置9の表示データ変換部9eにおいて表示デー
タ信号に変換されて、シンボルジェネレータ10に入力さ
れる。その信号に基づく表示は、数値データの形態で表
示画面1上に表示される。この表示データ変換部9eが、
本発明における表示データ形成手段を構成する。
する物体の運動姿勢の表示を2次元ディスプレイ画面上
に立体的に表示できるので、高機動の運動中にも姿勢の
判断を直観的に行うことができ、高機動飛行中の操縦士
のばあいのように判断力が鈍っている時や、編隊飛行時
に僚機について飛行する必要性から計器をじっくり見る
余裕がない時などに自機の姿勢把握に非常に便利であ
る。
を示す表示画面の正面図、第2図は、本発明の表示装置
の一例を示すブロック図、第3図は、機体シンボルの一
例を示す斜視図、第4図(a)は、基準座標の例を示す
斜視図、第4図(b)は、ピッチ運動のばあいの座標を
示す斜視図、第4図(c)は、ロール運動の場合の座標
を示す斜視図、第5図(a)は、観測方向の投影座標へ
の変換を示す斜視図、第5図(b)は、投影座標を示す
図表である。 1……表示画面、 2……2次元ディスプレイ画面、 8……像、 9……演算処理装置、 9a……機体シンボルデータ設定部、 9b……ピッチ角座標変換部、 9c……ロール角座標変換部、 9d……コマンド信号変換部、 12……機体シンボル。
Claims (6)
- 【請求項1】立体的に運動する物体のピッチ角信号とロ
ール角信号とから、前記物体上の立体的表示に必要な選
ばれた複数の部位の基準座標系に対する座標位置を演算
し、この演算結果を観測方向からの2次元座標系への投
影座標に変換し、その変換データに基づいて前記物体の
運動姿勢を立体的表示で2次元ディスプレイ画面上に表
示することからなる、立体的に運動する物体の運動姿勢
の客観的表示方法。 - 【請求項2】請求項1に記載した表示方法において、前
記ピッチ角信号とロール角信号とを表示データに変換
し、該表示データを2次元ディスプレイ画面上に表示す
る段階をさらに含む、立体的に運動する物体の運動姿勢
の客観的表示方法。 - 【請求項3】立体的に運動する物体のピッチ角及びロー
ル角を検出してそれぞれピッチ角信号およびロール角信
号を発生するピッチ角センサおよびロール角センサと、
前記ピッチ角信号および前記ロール角信号に基づいて表
示上の基準となる部位の基準座標系における座標を演算
する座標演算手段並びに前記座標演算手段からの座標信
号に基づいて観察方向からの2次元座標への前記部位の
投影座標を表す表示信号を形成する表示信号形成手段を
有する演算処理手段と、前記表示信号に基づいて前記物
体のシンボルを可視画面上に表示する表示手段とからな
る、立体的に運動する物体の運動姿勢の客観的表示装
置。 - 【請求項4】請求項3に記載した装置において、前記演
算処理手段は、ピッチ角信号およびロール角信号に基づ
いて表示データ信号を形成する表示データ信号形成手段
を有し、前記表示手段は前記表示データ信号に基づいて
表示データを前記可視画面上に表示する手段であること
を特徴とする、立体的に運動する物体の運動姿勢の客観
的表示装置。 - 【請求項5】請求項3または4に記載した装置におい
て、前記座標演算手段は、標準姿勢における前記部位の
基準座標系上の座標値を設定する手段を有し、この標準
姿勢における前記座標値に基づいて演算を行うことを特
徴とする、立体的に運動する物体の運動姿勢の客観的表
示装置。 - 【請求項6】請求項4に記載した装置において、前記表
示データ形成手段は補助的表示データを入力することを
特徴とする、立体的に運動する物体の運動姿勢の客観的
表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2053103A JPH087803B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 立体的に運動する物体の運動姿勢の客観的表示方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2053103A JPH087803B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 立体的に運動する物体の運動姿勢の客観的表示方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03253496A JPH03253496A (ja) | 1991-11-12 |
| JPH087803B2 true JPH087803B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=12933458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2053103A Expired - Lifetime JPH087803B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 立体的に運動する物体の運動姿勢の客観的表示方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087803B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005105240A1 (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Konami Digital Entertainment Co., Ltd. | 画像生成装置、加速度表示方法、および、プログラム |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5358199A (en) * | 1992-09-17 | 1994-10-25 | Rockwell International Corporation | Automatic flight control system having unified graphic mistrim indicator |
| JP2006282037A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Yamaha Motor Co Ltd | 昇降速度高度計 |
-
1990
- 1990-03-05 JP JP2053103A patent/JPH087803B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005105240A1 (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Konami Digital Entertainment Co., Ltd. | 画像生成装置、加速度表示方法、および、プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03253496A (ja) | 1991-11-12 |
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