[发明专利]在飞行器的检视系统中对感兴趣的元素合成表示的方法

说明书

技术领域

本发明的领域为检视系统，其将利用数据库构造的合成图像与源于一个或多个传感器的一个或多个图像进行结合。这些系统被称为“结合视景系统”(CVS，Combined Vision Systems)。其用于交通工具(尤其是飞行器)的驾驶。其使得交通工具的操作者能够在恶劣天气下利用与良好天气下相同的规则执行任务，并具有与良好天气下相同的安全性。例如，在航空用途中，其尤其在滚转、起飞和着陆阶段使用。

背景技术

实施的传感器为红外传感器、毫米雷达或激光雷达。图像可以显示于位于仪表板的检视设备，或者显示于透明检视设备(该透明检视设备显示覆盖于外部景观的图像)。

为了让飞行员能够对自身进行准确的定位，寻求的是检测并显示容易识别和辨识的目标。在下文的描述中，这些目标被称为“感兴趣的元素”。应当理解的是，这些感兴趣的元素必须尽可能以最清楚且最直观的方式显示。

对于航空应用，这些目标尤其是着陆跑道。在基于仪表的进场期间，按规定需要机组成员获取一定高度之上的或距跑道一定高度处的外部视觉参考，以便能够继续着陆，否则机组乘员进行复飞。从几年前开始，特别的规定允许机组乘员通过飞行器的前视传感器而不是直接通过视觉来获取视觉参考。因此，必要的是，来自传感器的信息的展示尽可能以最好的方式呈现，以在机组乘员决策时辅助机组乘员。

第一方案包括，在所谓的“合成视景系统”(SVS，Synthetic Vision System)系统中仅显示合成图像，而不考虑来自图像传感器的信息。因此，在航空用途中，系统基于飞行器的“GPS”系统和惯性平台提供的飞行器的位置而仅显示地形和着陆跑道。但是，飞机位置的不确定性以及存储在数据库中的跑道位置的精确度阻碍了SVS在飞行器接近地面(例如着陆和起飞)的关键阶段中的使用。

第二方案包括，仅显示来自一个或多个传感器的图像。这些系统称为“增强视景系统”(EVS，Enhanced Vision Systems)或“增强飞行视景系统”(EFVS，Enhanced Flight Vision Systems)。然而，感兴趣的元素不一定可以简单地识别。从而，在特定气象条件下(例如，在有雾的天气下)，难以利用红外检测器检测着陆跑道。因此，着陆所需的信息不能供机组乘员使用。

最后，现有的CVS方案基于同时显示全部或部分的合成图像以及来自一个或多个传感器的图像，例如通过各种图像的覆盖以及可选地记录传感器图像的显著元素的合成图像、或者通过将传感器图像嵌入合成图像的内部、或通过裁剪图像传感器的显著元素并且将这些元素嵌入到合成图像。作为示例，标题为“Methods and apparatus for runway segmentation using sensor analysis”的专利US 7 826 666以及标题为“Fusion of sensor data and synthetic data to form an integrated image”的专利US 7 925 117描述了该类型的方案。

这些CVS方案的主要缺陷在于，机组乘员难以对其进行阅读和解释。另一个缺陷为，其依赖传感器图像的产生频率，而对于一些传感器(例如，雷达类)而言，这可能导致图像显示的不连续的变化。红外式传感器显示出如上文已经提到的其他缺陷。

最后，“自主精确进场和着陆系统”(APALS，Autonomous Precision Approach and Landing System)系统提出基于导航数据和已修改的天气雷达的检测而构造的着陆跑道的合成表示。该系统无法知道雷达是否实际检测到了跑道，并且没有提出在传感器检测前与检测后的跑道的合成表示之间的任何过渡。

发明内容

根据本发明的感兴趣的元素的合成表示的方法不会显示出前述缺点。该方法的核心为，仅显示合成图像，但是采用的配置和表示依据传感器对感兴趣的元素的识别。因此，一个优点在于传感器给出的信息，不会具有质量可能较差的传感器图像的缺点。

更精确而言，本发明的主题为一种在飞行器的检视系统中对感兴趣的元素合成表示的方法，所述检视系统至少包括：所述飞行器的位置的传感器、第一地图数据库、感兴趣的元素的第二数据库、图像传感器、用于处理来自所述图像传感器的图像的单元、用于根据来自位置传感器的数据、来自地图数据库和感兴趣的元素的数据库的数据、以及来自图像处理单元的数据来产生表示飞行器飞过的地形的三维数字图像的单元、以及检视设备。