Из Википедии, свободной энциклопедии
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 помощью 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 бомбардировщика / штурмана (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 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, разработанной 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 местности, чтобы создать проецируемое трехмерное перспективное изображение. Реалистичность этого тренировочного дисплея пилота ДПЛА была повышена за счет того, что пользователь мог регулировать задержки смоделированной 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 «Превращение целей 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 сертифицировало 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 .