Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из Synthetic Vision )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Современная система синтетического зрения производства Honeywell

Система синтетического зрения (SVS) - это компьютерная система реальности для летательных аппаратов, которая использует 3D, чтобы предоставить пилотам ясные и интуитивно понятные средства понимания окружающей их среды полета.

Синтетическое зрение также является общим термином, который может относиться к системам компьютерного зрения, использующим методы искусственного интеллекта для визуального обучения, см. «Синтетическое зрение с использованием объемного обучения и визуальной ДНК ».

Функциональность [ править ]

Синтетическое видение обеспечивает ситуационную осведомленность операторов с использованием баз данных о местности, препятствиях, геополитических, гидрологических и других базах данных. Типичное приложение SVS использует набор баз данных, хранящихся на борту самолета, компьютер-генератор изображений и дисплей. Навигационное решение получено за счет использования GPS и инерциальных систем отсчета.

Highway In The Sky (HITS) или Path-In-The-Sky часто используется для изображения проецируемой траектории самолета в перспективе. Пилоты получают мгновенное представление о текущем, а также о будущем состоянии самолета в отношении местности, башен, зданий и других особенностей окружающей среды.

История [ править ]

Предшественник таких систем существовал в 1960-х годах, когда на вооружении ВМС США был поставлен Grumman A-6 Intruder.палубный средний штурмовик. Спроектированный с расположением сидений для экипажа бок о бок, Intruder имел усовершенствованную систему навигации / атаки, называемую Digital Integrated Attack and Navigation Equipment (DIANE), которая связала радиолокационные, навигационные и воздушные системы данных самолета с цифровым компьютер, известный как AN / ASQ-61. Информация от ДИАНЫ была отображена как для пилота, так и для Bombardier / Navigator (BN) через экраны дисплеев с электронно-лучевой трубкой. В частности, один из этих экранов, индикатор вертикального отображения (VDI) AN / AVA-1, показывал пилоту синтетический вид на мир перед самолетом, а в режиме поискового радара (SRTC) отображал местность. обнаруженный радаром, который затем отображался в виде закодированных линий, представляющих предустановленные приращения дальности. Называется «Контактный аналог»,Эта технология позволила A-6 летать ночью, в любых погодных условиях, на малой высоте и по пересеченной местности или по гористой местности без необходимости каких-либо визуальных ориентиров.[1]

Синтетическое зрение было разработано НАСА и ВВС США в конце 1970-х [2] и 1980-х годах в поддержку передовых исследований кабины экипажа, а в 1990-х годах в рамках Программы авиационной безопасности . Развитие высокоскоростного гражданского транспорта стимулировало исследования НАСА в 1980-х и 1990-х годах. В начале 1980-х годов ВВС США осознали необходимость повышения осведомленности о ситуации в кабине для поддержки пилотирования все более сложных самолетов и разработали SVS (также называемую авионикой в ​​графическом формате) как интегрирующую технологию как для пилотируемых, так и для дистанционно пилотируемых систем. [3]

Моделирование и дистанционно пилотируемые аппараты [ править ]

В 1980 годе FS1 Flight Simulator от Брюса Артвика для Apple II микроЭВМ представила рекреационное использование синтетического зрения. [4]

Дистанционно управляемая кабина самолета HiMAT с дисплеем Synhthetic Vision

НАСА использовало синтетическое зрение для дистанционно пилотируемых транспортных средств (ДПЛА), таких как испытательный стенд с высокой маневренностью или HiMAT . [5] Согласно отчету НАСА, самолетом управлял пилот в удаленной кабине, и управляющие сигналы передавались от органов управления полетом в удаленной кабине на земле к самолету, а телеметрия самолета передавалась по нисходящей линии на удаленный дисплеи кабины (см. фото). Удаленная кабина может быть настроена либо с видео носовой камерой, либо с 3D-дисплеем синтетического зрения. SV также использовался для моделирования HiMAT. Саррафиан сообщает, что летчики-испытатели обнаружили, что визуальный дисплей сопоставим с изображением с камеры на борту ДПЛА. [5]

В моделировании RC Aerochopper 1986 года, проведенной компанией Ambrosia Microcomputer Products, Inc., использовалось синтетическое зрение, чтобы помочь начинающим пилотам RC-самолетов научиться летать. Система включала джойстик управления полетом, который можно было подключить к компьютеру Amiga и дисплею. [6]Программное обеспечение включало базу данных трехмерного ландшафта для земли, а также некоторых искусственных объектов. Эта база данных была базовой и представляла местность с относительно небольшим количеством полигонов по сегодняшним меркам. Программа смоделировала динамическое трехмерное положение и ориентацию самолета, используя базу данных ландшафта для создания проецируемого трехмерного изображения в перспективе. Реалистичность этого тренировочного дисплея пилота ДПЛА была повышена за счет того, что пользователь мог регулировать задержки моделируемой системы управления и другие параметры.

Подобные исследования продолжаются в вооруженных силах США и университетах по всему миру. В 1995–1996 годах Университет штата Северная Каролина управлял ДПЛА F-18 в масштабе 17,5% с использованием Microsoft Flight Simulator для создания трехмерной проекции местности. [7]

В полете [ править ]

Система синтетического зрения, испытанная НАСА на бизнес-джете Gulfstream V в 2004 году.

В 2005 году система синтетического зрения была установлена ​​на испытательном самолете Gulfstream V в рамках программы НАСА «Превращая цели в реальность». [8] Большая часть опыта, полученного в ходе этой программы, привела непосредственно к внедрению сертифицированной SVS на будущих самолетах. НАСА инициировало участие отрасли в начале 2000 года с крупными производителями авионики.

Эрик Теуниссен, исследователь из Делфтского технологического университета в Нидерландах, внес свой вклад в разработку технологии SVS. [9]

В конце 2007 - начале 2008 года FAA сертифицировало систему Gulfstream Synthetic Vision - Primary Flight Display (SV-PFD) для самолетов бизнес-класса G350 / G450 и G500 / G550 , отображающую трехмерные цветные изображения местности из данных Honeywell EGPWS с наложением с символикой PFD. [10] Он заменяет традиционный сине-коричневый искусственный горизонт .

В 2017 году корпорация Avidyne сертифицировала возможности Synthetic Vision для своей аэронавигационной авионики. [11] Другие системы стеклянной кабины , такие как Garmin G1000 и Rockwell Collins Pro Line Fusion, предлагают искусственный рельеф.

Недорогая несертифицированная авионика предлагает синтетическое зрение, такое как приложения для планшетных компьютеров Android или iPad от ForeFlight, [12] Garmin, [13] или Hilton Software [14]

Нормы и стандарты [ править ]

  • «РТКА ДО-315Б» . IEEE . 2011-06-21. Минимальные стандарты характеристик авиационных систем для систем улучшенного обзора, систем синтетического зрения, систем комбинированного обзора и систем улучшенного обзора в полете.
  • «ED-179B - MASP для систем улучшенного зрения и систем синтетического зрения, а также систем комбинированного обзора и систем улучшенного обзора в полете» . EuroCAE . Сентябрь 2011 г.

См. Также [ править ]

  • Системы предотвращения столкновений самолетов
  • Улучшенная система обзора полета
  • Система внешнего зрения
  • Система посадки по приборам

Ссылки [ править ]

  1. ^ Эндрюс, Хэл. «Жизнь злоумышленника». Новости морской авиации, Том 79, № 6, сентябрь-октябрь 1997 г., стр. 8-16. Журнал Cite требует |magazine=( помощь )
  2. ^ Нокс; и другие. (Октябрь 1977 г.). "Описание аналогового пилотажного дисплея Path-In-The-Sky" (PDF) . Технический меморандум 74057 . НАСА.
  3. ^ Путь; и другие. (Май 1984 г.). «Оценка отображения графического формата» (PDF) . AFWAL-TR-34-3036 . USAF.
  4. ^ Jos Grupping (2001). «Введение» . История симулятора полета .[ самостоятельно опубликованный источник? ]
  5. ^ a b Sarrafian, S (август 1984). «Оценка на тренажере задачи боковой посадки дистанционно пилотируемого транспортного средства с использованием визуального дисплея» (PDF) . Технический меморандум 85903 . НАСА. DOI : 10.2514 / 6.1984-2095 .
  6. ^ Стерн, Д.: "Руководство для владельцев RC Aerochopper", Ambrosia Microcomputer Products, Inc., 1986
  7. ^ "Летные исследования (Проект F18)" . Государственный университет Северной Каролины. Архивировано из оригинала на 2008-01-10.
  8. ^ "Превращение целей в реальность 2005 Победители премии" . Управление космических исследований НАСА .
  9. ^ Theunissen; и другие. (Август 2005 г.). «Руководство, осведомленность о ситуации и мониторинг целостности с помощью SVS + EVS» . Материалы конференции AIAA GNC . DOI : 10.2514 / 6.2005-6441 . ISBN 978-1-62410-056-7.
  10. ^ «Gulfstream набирает двойное первенство, поскольку федеральное авиационное управление сертифицирует EVS II и первичный индикатор полета с синтетическим зрением» (пресс-релиз). Гольфстрим. 28 января 2008 г.
  11. ^ «Avidyne сертифицирует синтетическое зрение для линии FMS» . Общие авиационные новости . 2017-03-13.
  12. ^ «Глобальное синтетическое видение» . ForeFlight.
  13. ^ «Приложение Garmin Pilot добавляет возможность трехмерного синтетического зрения» (пресс-релиз). Garmin. 20 февраля 2014 г.
  14. ^ «Hilton Software» .

Внешние ссылки [ править ]

  • «Синтетическое зрение всегда дает пилотам ясное небо» . НАСА. 2004-11-21.
  • Стивен Поуп (июнь 2006 г.). «Обещание синтетического видения: превращение идей в (виртуальную) реальность» (PDF) . AIN онлайн .