Die Einbindung synthetischer 3D-Flugführungsanzeigen in die Cockpitumgebung ermöglichte eine Erhöhung des Situationsbewusstseins von Piloten. Integrierte digitale Geländemodelle fördern dabei speziell das geographische Situationsbewusstsein. Umliegende Geländetopographie und mögliche Gefahrenpotentiale können vorausschauend und intuitiv erkannt werden. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Auslegung eines adaptiven Geländemodells, so dass die variablen Anforderungen der Flugführungsanzeigen abhängig von der aktuellen Flugphase und operationellen Situation optimal unterstützt werden können. Ausgehend von einer Analyse existierender Flugführungsanzeigen und digitaler Geländemodelle werden in dieser Arbeit vier Kernfaktoren analysiert und definiert, die in direkter Weise die Anforderungen an ein adaptives Geländemodell diktieren. Die Konzeption des Datenmodells berücksichtigt daher Qualitätsaspekte digitaler Geländedaten, spezifische Applikationsanforderungen der 3D-Flugführungsanzeigen, Restriktionen zu Grund liegender Systemplattformen und kognitiven Wahrnehmungsaspkete des Menschen. Ansatzpunkte für die Umsetzung des Datenmodells sind Multiresolution Verfahren der Computergrafik. Darauf aufbauend wird ein dynamisches Datenmodell erarbeitet, dass die obigen und teilweise kontrahierenden Aspekte optimal kombiniert. Das Datenmodell trägt den Namen Safety Terrain Delta Coefficients (STDC). Die mathematische Herleitung als auch die Realisierung des STDC Modells werden zeigen, dass die einzelnen approximierten Geländestufen des Multiresolution Ansatzes ein zu jeder Zeit flugsicheres Geländemodell garantieren. Dabei richten sich die variierenden Geländeauflösungen dynamisch und adaptiv an den Parametern der Flugführungsanzeigen als auch des zu Grunde liegenden Hardware-Systems. Eine absolute Fehlerkontrolle des eingeführten Höhenfehlers ist dabei möglich. Die Integration des STDC Modells in die Umgebung von 3D-Flugführungsanzeigern wird durch die Konzeption eines zentralen Datenbankservers realisiert. Dabei ist das STDC Modell als auch der Datenbankserver modular aufgebaut, so dass die einzelnen Komponenten mehrfach wieder verwendbar eingesetzt werden können. Dies wird anhand unterschiedlicher Systemarchitekturen aufgezeigt. Zusätzlich bieten die einzelnen Module eine einfache Erweiterbarkeit, die durch drei konkrete Realisierungen aufgezeigt wird: das STCD-Modell ist als zentrale Schnittstelle in den bodenseitigen Datengenerierungsprozess, den bordseitigen Datenbankserver als auch die 3D-Flugführungsanzeigen integriert. Die Verwaltung und der Zugriff auf eine weltweite Datenbank ist dabei möglich. Die operationelle Nutzbarkeit des Systems wird in umfangreichen Pilotenakzeptanzversuchen nachgewiesen. Dazu werden die realisierten Komponenten der Systemarchitektur in die Umgebung des fachgebietseigenen Flugsimulators integriert. Eine hochgenaue Testdatenbank mit einer Abdeckung von Deutschland, der Schweiz und Nordfrankreich steht hierfür zur Verfügung. Ausgehend von einem Standardluftverfahren auf Sion, Schweiz, werden fünf verschiedene Geländemodelle generiert, in die Testumgebung integriert und in den Simulationsversuchen von 12 aktiven Lernpiloten evaluiert. Die Evaluierung richtet sich dabei nicht nur an Aspekte des STDC Modells, sondern es werden auch generelle Faktoren wie Faktoren wie Farbgebung und Schattierungsaspekte untersucht.


    Access

    Access via TIB

    Check availability in my library

    Order at Subito €


    Export, share and cite



    Title :

    Konzeption und Entwicklung eines adaptiven Geländemodells zur progressiven Übertragung und Darstellung von Geländedaten in 3D-Flugführungsanzeigen


    Contributors:


    Publication date :

    2005


    Size :

    225 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen




    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    German