[发明专利]在合成图像上覆盖传感器图像的方法及相关显示系统

说明书

本发明涉及在合成图像上覆盖传感器图像的方法及相关显示系统，其中，来自于图像传感器的图像(EVS)覆盖在外部景观的合成图像(SVS)上。根据本发明的方法包括以下步骤：‑以时间频率来分析所感知的图像，以在每幅图像中，确定对领航有用的信息和对领航无用的信息之间的边界(F)，有用的信息包括明显元素，时间频率比视频刷新频率低一个数量级；‑在每个边界附近，确定过渡区域(T)；‑在显示屏上，以视频刷新频率来显示所感知的图像，每幅所感知的图像都显示为覆盖在景观的合成图像上，所感知的图像在过渡区域以下是不透明的，在过渡区域以上是完全透明的，在过渡区域内具有连续可变的透明度。

技术领域

本发明的一般领域是用于飞机领航的人机接口，更精确地说，是结合了外部景观的合成图像与由传感器给出的真实图像的显示系统。

背景技术

合成成像系统被称为首字母缩写“SVS”，代表“合成视觉系统(Synthetic VisionSystem)”。真实成像系统被称为首字母缩写“EVS”，代表“增强视觉系统(Enhanced VisionSystem)”。例如，所用的传感器是红外线传感器、毫米波雷达或者低光级传感器。

这两种系统的组合被称为“CVS”，代表“组合视觉系统(Combined VisionSystem)”。“CVS”图像可以显示在“下视”式的屏幕上或由用户佩戴或不佩戴的“平视”显示装置上。

通过显示独立于气象条件的外部场景图像，SVS成像大大提升了机组人员的态势感知。但是，卫星定位的不准确和/或数据库的不完整使得这一系统不适合在低空飞行或着陆时使用。因此，该系统的用途有关于显示距离飞机相对较远的地形。

增强视觉系统EVS是一种通过使用成像传感器，来提供相对于自然视觉增强的外部场景图像的电子装置。因此，飞行员拥有外部的实时信息。EVS提高了在夜间和恶劣天气下的能见度，但在后一种情况下，其有效性有限且根据雾的类型和所用传感器的类型而变化。因此，该系统的用途尤其是有关于当人相对地接近地形的时候。

CVS成像的目的是通过将这两种系统结合起来，以最好地利用这两种系统。CVS期望的功能是基于EVS和SVS各自的期望功能，以及相关组合所提供的好处。这些功能围绕着两个特征：

-提高机组人员关于地形、相关障碍和文化元素(可以包括城镇、道路、河流、直升机停机坪、跑道、机场环境等)的态势感知，从而提供了在夜间或恶劣天气中能见度降低的情况下，继续所谓“VFR”飞行的能力；

-弥补“IFR”所需的视觉参考，从而为飞机提供了以下列情况中授权的最小值下降的能力：所谓的在机场的“ILS CAT I”或“LPV”进场，或者在“空间点(Point in Space)”类型的直升机停机坪的进场，或者离岸(off-shore)进场。

第一解决方案在于通过识别明显元素(例如，着陆跑道)来将整个EVS图像覆盖在SVS图像上，从而遮盖了SVS图像的有用部分，或者将SVS图像覆盖在EVS图像上。这种表示必然会限制使用的情况。如图1所示。在这个图中，SVS图像以线形来表示，而EVS图像以点状区域来表示。符号S以简单的几何图形来表示。由于EVS图像遮盖了表示远距离地形(传感器不能穿透)的所有部分的SVS图像的有用信息，在更宽视场的SVS图像上不透明地显示整个EVS图像的这个基本解决方案并不是令人非常满意。

第二可能方案在于提出EVS图像和SVS图像之间的转换。于是，需要解决的问题就是找到一种解决办法，使得可以将一幅图像覆盖在另一幅图像上，并且由一幅图像转变成为另一幅图像，同时使每个系统的附加值最大。事实上，在地形和飞机之间的一定距离(取决于天气条件，也取决于适用于飞行的航空规定(air regulation))之外，由于EVS传感器的能见度不能使EVS传感器向飞机的机组人员显示可利用的图像，所以在那时SVS图像一定是主要的。相反地，在距离地形一定距离以下，由于SVS图像可能是飞机定位和数据库的不准确所造成的误差的来源，所以EVS图像一定是主要的。