Система синтетического зрения (SVS) — это система компьютерной реальности для летательных аппаратов, которая использует 3D для предоставления пилотам понятных и интуитивно понятных средств понимания среды полета.
Синтетическое зрение обеспечивает операторам ситуационную осведомленность , используя базы данных о рельефе местности, препятствиях, геополитические, гидрологические и другие. Типичное приложение SVS использует набор баз данных, хранящихся на борту самолета, компьютер-генератор изображений и дисплей. Навигационное решение получается с помощью использования GPS и инерциальных систем отсчета.
Highway In The Sky (HITS) или Path-In-The-Sky часто используется для изображения предполагаемого пути самолета в перспективе. Пилоты мгновенно получают понимание текущего и будущего состояния самолета относительно местности, вышек, зданий и других особенностей окружающей среды.
Предшественник таких систем существовал в 1960-х годах, с дебютом на вооружении ВМС США палубного среднего ударного самолета Grumman A-6 Intruder . Разработанный с боковым расположением сидений для экипажа, Intruder отличался передовой навигационной/атакующей системой, называемой цифровым интегрированным оборудованием атаки и навигации (DIANE), которая связывала радар, навигационные и воздушные системы самолета с цифровым компьютером, известным как AN/ASQ-61. Информация от DIANE отображалась как пилоту, так и бомбардиру/навигатору (BN) через экраны с электронно-лучевой трубкой. В частности, один из этих экранов, вертикальный индикатор дисплея (VDI) AN/AVA-1, показывал пилоту синтетический вид мира перед самолетом и, в режиме поиска радиолокационного обнаружения местности (SRTC), изображал местность, обнаруженную радаром, которая затем отображалась в виде кодированных линий, которые представляли собой заданные приращения дальности. Эта технология, получившая название «Контактный аналоговый», позволяла А-6 летать ночью, в любых погодных условиях, на малой высоте, по пересеченной или горной местности без необходимости использования каких-либо визуальных ориентиров. [1]
Синтетическое зрение было разработано NASA и ВВС США в конце 1970-х [2] и 1980-х годах в поддержку передовых исследований кабины экипажа, а в 1990-х годах как часть Программы авиационной безопасности. Разработка высокоскоростного гражданского транспорта подпитывала исследования NASA в 1980-х и 1990-х годах. В начале 1980-х годов ВВС США осознали необходимость улучшения осведомленности о ситуации в кабине экипажа для поддержки пилотирования все более сложных самолетов и занялись SVS (также называемой авионикой в формате изображения) в качестве интегрирующей технологии как для пилотируемых, так и для дистанционно пилотируемых систем. [3]
В 1979 году симулятор полета FS1, разработанный Брюсом Артвиком для микрокомпьютера Apple II, представил рекреационное использование синтетического зрения. [4]
NASA использовало синтетическое зрение для дистанционно пилотируемых аппаратов (RPV), таких как High Maneuverability Aerial Testbed или HiMAT . [5] Согласно отчету NASA, самолет управлялся пилотом в удаленной кабине, а сигналы управления передавались с органов управления полетом в удаленной кабине на земле на самолет, а телеметрия самолета передавалась на дисплеи удаленной кабины (см. фото). Удаленная кабина могла быть настроена либо с видеокамерой носовой части, либо с трехмерным дисплеем синтетического зрения. SV также использовался для моделирования HiMAT. Саррафиан сообщает, что летчики-испытатели обнаружили, что визуальное отображение было сопоставимо с выходом камеры на борту RPV. [5]
В 1986 году симуляция RC Aerochopper от Ambrosia Microcomputer Products, Inc. использовала синтетическое зрение, чтобы помочь начинающим пилотам RC-самолетов научиться летать. Система включала джойстик управления полетом, который подключался к компьютеру Amiga и дисплею. [6] Программное обеспечение включало трехмерную базу данных рельефа для земли, а также некоторые искусственные объекты. Эта база данных была базовой, представляя рельеф с относительно небольшим количеством полигонов по сегодняшним стандартам. Программа имитировала динамическое трехмерное положение и положение самолета, используя базу данных рельефа для создания проекционного трехмерного перспективного отображения. Реалистичность этого тренировочного отображения пилотов RPV была улучшена за счет возможности пользователю настраивать задержки имитируемой системы управления и другие параметры.
Аналогичные исследования продолжались в вооруженных силах США и в университетах по всему миру. В 1995-1996 годах Университет штата Северная Каролина провел полет на 17,5% масштабном F-18 RPV с использованием Microsoft Flight Simulator для создания трехмерной проецируемой среды местности. [7]
В 2005 году система синтетического зрения была установлена на испытательном самолете Gulfstream V в рамках программы NASA «Превращение целей в реальность». [8] Большая часть опыта, полученного в ходе этой программы, напрямую привела к внедрению сертифицированной SVS на будущих самолетах. NASA инициировало участие отрасли в начале 2000 года с основными производителями авионики.
Эрик Теуниссен, исследователь из Делфтского технического университета в Нидерландах, внес вклад в разработку технологии SVS. [9]
В конце 2007 и 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, наложенные на символику PFD. [10] Она заменяет традиционный искусственный горизонт с синим на коричневом фоне .
В 2017 году корпорация Avidyne Corporation сертифицировала возможности синтетического зрения для своей аэронавигационной авионики. [11] Другие системы стеклянной кабины , такие как Garmin G1000 и Rockwell Collins Pro Line Fusion, предлагают синтетическую местность.
Недорогая, несертифицированная авионика предлагает синтетическое зрение, подобное приложениям, доступным для планшетных компьютеров Android или iPad от ForeFlight , [12] Garmin, [13] Air Navigation Pro, [14] или Hilton Software [15].
{{cite magazine}}: Cite журнал требует |magazine=( помощь )