ГосНИИАС
О координаторе проекта
Итоги
Аналитика
Карта проекта
Русская версия
Домашняя страница
English version
Написать письмо
Действительно улучшенное видение: превосходные индикаторы
воплощают самые смелые фантазии производителей
Новости/ > 2020/ > Действительно улучшенное видение: превосходные индикаторы воплощают.../
Действительно улучшенное видение: превосходные индикаторы воплощают самые смелые фантазии производителей
15 апреля 2020 Благодаря современным системам улучшенного (Enhanced Vision System, EVS — прим. ред.) и синтезированного (Synthetic Vision System, SVS — прим. ред.) видения, пилоты могут безопасно летать в условиях недостаточной освещенности и плохой видимости, которые могли бы угрожать жизни. Однако производители комплексного оборудования, такие как Collins, Garmin, Gulfstream и Universal Avionics, не удовлетворены достигнутым уровнем развития техники. Они хотят, чтобы будущие EVS/SVS-системы обеспечивали пилотам еще лучшую видимость, предоставляли в реальном времени больше жизненно-важной информации и сокращали рабочую нагрузку на экипаж. Вот что делают эти компании для достижения своих целей.

Дополненная реальность, распознавание голоса и гнездо под бутылку с водой

В рамках интегрированной кабины экипажа G3000 Garmin реализует возможности системы SVS, показывающей EVS-данные на коллиматорном индикаторе GHD-2100. Поставленный производителем на начальный этап сертификации для бизнес-джета Cessna Citation Longitude, индикатор на лобовом стекле (ИЛС) GHD-2100 состоит из непосредственно прозрачного дисплея с высоким разрешением (установленного между пилотом и стеклом кабины) и тонкого, автономного проекционного блока, спроектированного так, чтобы максимально увеличить внутреннюю высоту отсека.

«Наша цель — сделать все то, что делают другие в нашей отрасли по части систем EVS/SVS, но в более экономичном и компактном корпусе, — сказал Брайан Аст, старший инженер Garmin по авиационным системам и человеческому фактору, — Однако мы также смотрим и на новые потребительские технологии, чтобы определить, какие из них можно было бы применить в кабине экипажа». >>>
>>> Что касается систем улучшенного и синтезированного видения в целом, то Аст отметил полезность дисплеев (в том числе прозрачных), показывающих дополненную реальность, где интерактивные машинно-генерируемые изображения накладываются в истинном масштабе времени на вид закабинного пространства для предоставления пилотам лучшего контроля над ситуацией (который также осуществляется благодаря использованию звуковых волн и локализованного давления воздуха с целью создания нефизических элементов управления — их можно «трогать», манипулировать ими человеческими руками, как в фильме «Особое мнение» с Томом Крузом в главной роли). Между тем, сочетание системы EVS с распознаванием голоса может уменьшить для пилотов необходимость опускать глаза вниз на управляющие панели или отводить их куда-либо в сторону.

«Добавив элементы дополненной реальности и распознавание голоса в интерфейс управления, вы можете повысить производительность систем EVS/SVS, не заставляя пилота все время сидеть со склоненной головой, — подчеркнул Аст, — В то же время вы должны быть очень избирательны в отношении внедрения новых технологий в кабину экипажа. Если что-то становится обычным явлением в мире потребителей, то это вовсе не означает, что оно должно иметь место в авиации».

«Приятной особенностью является дополнительное пространство, образовавшееся благодаря компактному GHD-2100. Оно представляет собой 11-дюймовый зазор между стеклом индикатора и пилотом, где можно безопасно разместить бутылку с водой и пить из нее, не задевая за стекло», — заключил он.

Указание под контролем

Universal Avionics (UA) не производит системы улучшенного видения для авиации общего назначения. «Из-за размеров, веса и стоимости традиционных EVS-комплексов такое оборудование до сегодняшнего дня устанавливалось лишь на большие бизнес-джеты и коммерческие авиалайнеры, — обрисовал ситуацию Марк Булиан, вице-президент Universal Avionics по стратегическому развитию, — Но с появлением нашей носимой гарнитуры SkyLens и благодаря нашей продолжающейся работе по совершенствованию систем EVS теперь мы имеем возможность снизить стоимость приобретения таких систем, делая их легче и проще в установке». В настоящее время UA успешно поставляет системы улучшенного видения для линейки региональных самолетов ATR (производства одноименного франко-итальянского концерна — прим. ред.) и для вертолетов компании Leonardo Helicopters. >>>
>>> Параллельно UA демонстрирует свою концепцию интерактивной системы синтезированного видения (i-SVS), находящейся пока в разработке.

«Пилот сможет использовать линию визирования i-SVS для указания чего-либо в окрестности воздушного судна и непосредственного визуального взаимодействия с указанным, — сказал Булиан, — Например, во время поисково-спасательных операций пилот сможет выбрать точку в пространстве, где нужно спасать людей, и подключить вычислительную систему самолетовождения к координатам этого места, чтобы выполнить оптимальный подход с переходом на зависание».

Как и Garmin, UA заинтересована в интеграции технологий распознавания голоса в систему i-SVS для минимизации нахождения пилота в рабочей позе «головой вниз» и максимизации ситуационной осведомленности и безопасности.

«Мы также работаем над расширением наших возможностей в условиях плохой видимости, чтобы обеспечить «всепогодное окно» во внешний мир», — сообщил Булиан.

Обучение на HUD VR для реальной жизни

Создать недорогой, реалистичный авиационный тренажер без использования имитатора уровня D непросто, но компания Collins Aerospace сделала это, спроектировав HUD VR. Предназначенный для работы в очках 3D Oculus Rift VR на игровом ноутбуке под управлением Windows, тренажер HUD VR точно имитирует систему управления полётом с индикацией на лобовом стекле HGS-6000 для транспортного самолета. Этот тренажер также может служить инструментом для 2D-тренировок на собственном домашнем компьютере или на большом экране в учебной аудитории.

«HUD VR изначально был создан как инструмент продаж для HGS-6000, поэтому мы постарались сделать его максимально реалистичным, продемонстрировав даже оптические качества настоящего стекла прозрачного дисплея, — сказал Марк Кронен, главный менеджер программы в Collins Aerospace, — Для достижения этой цели HUD VR использует тот же программный код, что и система улучшенного видения, являющаяся частью HGS-6000». >>>
>>> Тренажер HUD VR — это настоящий учебный инструмент с множеством функций. Панорамное изображение кабины ультрареалистично, пользователь может «поворачивать» экран прозрачного дисплея за пределы своего поля зрения, как в реальном самолете. Рабочие режимы HUD VR состоят из стандартного представления (простое отображение символики HGS-6000 в процессе имитации), синтезированного видения (символика поверх машинно-генерируемой карты местности), улучшенного видения (символика, объединенная с моделируемыми показаниями датчиков, привязанными к воспроизведению видеоряда закабинного пространства) и комбинированного видения (Combined Vision System, CVS — прим. ред.), которое сочетает в себе все три предыдущих режима.

«HUD VR в полной мере отвечает потребностям авиационной отрасли, которой необходимы пилоты, обученные работе с индикатором на лобовом стекле. Это особенно актуально для Китая, где правительство приняло решение к 2025-му году оснастить все транспортные самолеты подобными индикаторами, — подчеркнул Кронен, — Такое положение дел приведет к огромному спросу на данный тип обучения, и тренажер HUD VR может удовлетворить эту потребность экономически эффективным способом».

Перед лицом следующего великого испытания

Компания Gulfstream по праву гордится своей ролью пионера в области разработки систем EVS. «В 2018-ом году мы были первым производителем комплексного оборудования, сертифицировавшим в соответствии с правилами FAA систему улучшенного видения для осуществления посадки. Воспользовавшись EVS, пилот может посадить Gulfstream G500 при неблагоприятных погодных условиях, полагаясь исключительно на ее показания, — сказал Джефф Хаусман, директор компании по программам разработки перспективных кабин экипажа, — Такая же возможность существует и на наших бизнес-джетах G600 и G700. Мы считаем, что это имеет важное значение в современном мире деловой авиации, где клиенты хотят летать в любое время и независимо от того, насколько плохая может быть видимость».

Хаусман также сообщил о возможности компании использовать в системах улучшенного видения охлаждаемые инфракрасные датчики. «Это просто вопрос физики: охлаждаемые ИК-датчики более чувствительны, чем неохлаждаемые, которые используются в сторонних EVS-системах», — подчеркнул он. >>>
>>> Однако на горизонте таких систем появилась существенная проблема из-за стремления аэропортов перейти от ламп накаливания к светодиодному освещению ВПП, которое обладает длительным сроком службы. «Аэропорты меняют свое освещение для того, чтобы сэкономить, но, в первую очередь, не на энергопотреблении, а на персонале, который занимается заменой перегоревших ламп», — прокомментировал происходящее Хаусман.

Но, независимо от причины, инфракрасные датчики EVS реагируют на тепло, выделяемое лампами накаливания на ВПП, чтобы «увидеть ее». Когда эти лампы заменяются светодиодами, недостаток тепла может «лишить зрения» систему EVS.

В результате производителям таких систем приходится искать другие способы идентификации взлетно-посадочных полос, оснащенных светодиодами. «Мы ориентируемся на радар миллиметровой длины, чтобы решить эту задачу», — заявил Хаусман, — Но здесь имеет место большая техническая проблема, касающаяся работы оборудования систем улучшенного видения, и я не верю, что она уже преодолена».

На пороге сертификация системы комбинированного видения

Компания Bombardier Aviation ожидает скорую сертификацию системы комбинированного видения для своих бизнес-джетов Global 5500 и Global 6500.

FAA сертифицировало эти воздушные суда, оборудованные кабиной экипажа Bombardier Vision и комплексом авионики Pro Line Fusion компании Collins Aerospace, в декабре 2019-го года. Оба производителя совместно разрабатывали систему CVS на протяжении последних двух лет — ту самую, которую президент Bombardier Дэвид Коул назвал «первой настоящей системой комбинированного видения», разработанной исключительно для бизнес-джетов.

CVS должна объединить изображения, полученные от инфракрасных датчиков системы улучшенного видения и видеоряда системы синтезированного видения, в единое удобное представление для повышения безопасности и снижения рабочей нагрузки на пилота, которому раньше требовалось переключаться между EVS и SVS. >>>
>>> Мэтью Ноэль, директор Bombardier Aviation по перспективным продуктам и проектированию, ранее сообщал, что пилотам не придется выбирать между EVS и SVS, «так как всегда будет отображаться наилучшее представление», и что пилоты, использующие систему комбинированного видения, будут иметь «гораздо больше информации, единожды взглянув на индикатор».

Airbus успешно выполнила свой первый в истории полностью автоматический взлет на основе технологии распознавания изображений

Используя технологию распознавания изображений и модернизированный вычислитель системы самолетовождения (ВСС), компания Airbus в декабре 2019-го года на авиалайнере A350-1000 успешно выполнила свой первый в истории полностью автоматический взлет с использованием машинного зрения.

Проект ATTOL (Autonomous Taxi, Take-Off & Landing — Автономная рулежка, взлет и посадка — прим. ред.) — это опытно-экспериментальная технологическая инициатива, запущенная Airbus в июне 2018-го года в рамках решения большой задачи по определению влияния повышенной автономности на самолеты. Спустя полтора года, во время летных испытаний 18 декабря, экипаж, состоящий из двух пилотов и трех инженеров, выполнил в общей сложности восемь взлетов и посадок, достигнув важной вехи путем использования технологии распознавания изображений вместо системы посадки по приборам (Instrument Landing System, ILS — прим. ред.) для осуществления автоматического взлета.

Согласно Себастьяну Джулиано, руководителю проекта ATTOL, экипаж использовал несколько системных модернизаций и замен видеокамер для выполнения испытательных полетов. «Обновления авионики были ограничены вычислителем системы самолетовождения, а дополнительная модернизация была связана с установкой камер и обработкой данных с них. Это было сделано на бортовой опытно-экспериментальной платформе, которая была связана с модернизированным ВСС, но не представляла из себя систему авиационного класса», — сказал Джулиано. >>>
>>> Airbus не назвала автора технологии распознавания изображений для совершения таких полетов, однако Джулиано описывает ее как «современное машинное зрение и аппаратные методы, которые можно найти в различных отраслях, включая автомобильную промышленность». Инженеры из нескольких подразделений Airbus участвовали в приобретении этой технологии и интеграции ее на борту самолета.

«Камеры были приспособлены к нашему варианту использования и нашим условиям эксплуатации. Проектирование и адаптация были выполнены инженерной командой из нескольких подразделений компании — UpNext, Commercial, Defense & Space и A3 при некоторой поддержке со стороны ONERA (Office National d'Etudes et de Recherches Aérospatiales, французский Национальный центр аэрокосмических исследований — прим. ред.) в качестве субподрядчика, заключавшейся, главным образом, в объединении традиционных данных с данными, полученными от системы машинного зрения», — сообщил Джулиано.

Он подчеркнул, что эти летные испытания отличались от того процесса, который может быть назван автоматическим взлетом, когда определение местоположения самолета осуществляется исключительно по приборам. Сделанная во время испытаний видеозапись также указывает на то, что руки пилотов не находятся на органах управления, когда они выполняют рулежку по ВПП и готовятся к взлету.

Ян Бофилс, один из двух летчиков-испытателей, участвовавших в проекте, описал весь процесс в официальном отчете, опубликованном Airbus.

«Мы задействовали автопилот, пока выравнивались по оси ВПП и ожидали от УВД разрешения на взлет. Затем мы переместили рукоятки управления тягой во взлетное положение и стали наблюдать за самолетом. Он начал автоматически двигаться и ускоряться, придерживаясь осевой линии ВПП, до достижения введенной в систему точной скорости отрыва передней стойки шасси. Нос самолета начал автоматически подниматься, чтобы достичь ожидаемого взлетного значения угла тангажа, и через несколько секунд мы были в воздухе», — написал Бофилс.

Автоматический взлет с использованием машинного зрения стал последним достижением в программе Airbus A350 после того, как производитель поставил оборудованный сенсорными индикаторами первый самолет такого типа авиакомпании China Eastern Airlines. К середине 2020-го года рабочая группа проекта ATTOL надеется достичь следующего рубежа: выполнения в автоматическом режиме на основе технологии распознавания изображений всех стадий рулежки и всего комплекса посадочных операций. >>>
Поиск по проекту
Искать!
© 2020 Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем. Все права защищены. Условия использования информации.