ITMI991664A1 - STEREOSCOPIC AID FOR FLIGHT GUIDE - Google Patents

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Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: "Ausilio stereoscopico per la guida del volo" Description of the industrial invention entitled: "Stereoscopic aid for flight guidance"

Riassunto del trovato Summary of the finding

Viene pubblicizzato un ausilio stereoscopico per la guida del volo con rappresentazione tridimensionale. Con questo ausilio stereoscopico per la guida del volo possono venire rappresentate immagini di sensori e simbolismi monocromi o colorati bi- o tridimensionali sotto forma di informazioni combinate in un apparecchio visivo da casco e in un apparecchio di guida a casco e viene assicurata una rappresentazione stereoscopica tridimensionale. Per ogni occhio esiste un proprio canale per le immagini e le informazioni generate da un generatore di simboli e da un'elettronica vengono visualizzate sul dispositivo di visualizzazione sinistro ovvero destro e proiettate, tramite un partitore di raggi, nell'occhio sinistro ovvero destro. A stereoscopic aid for flight guidance with three-dimensional representation is advertised. With this stereoscopic flight guidance aid, monochrome or colored two- or three-dimensional sensor images and symbolisms can be represented in the form of combined information in a helmet vision device and a helmet guidance device and a three-dimensional stereoscopic representation is ensured. . For each eye there is its own image channel and the information generated by a symbol generator and electronics is displayed on the left or right display device and projected, via a beam splitter, into the left or right eye.

Descrizione del trovato Description of the finding

Il trovato si riferisce ad un ausilio stereoscopico per la guida del volo con rappresentazione tridimensionale delle immagini. The invention relates to a stereoscopic aid for guiding the flight with three-dimensional representation of the images.

I moderni sistemi visivi integrati da casco sono noti dallo stato della tecnica nelle forme di esecuzione più diverse. Questi contengono canali per le immagini binocolari composti con due sistemi separati che permettono, senza mezzi addizionali quali, ad esempio, Shutter-LCD, polarizzatori, separazione del rosso e del verde, ecc., una buona rappresentazione stereoscopica di materiale in immagini. Nella maggior parte delle forme di esecuzione tuttavìa, le informazioni tridimensionali di sensori radar e sensori Ladar vengono rappresentate soltanto bidimensionalmente e inoltre le immagini dei sensori vengono ricoperte parzialmente con simbolismi per la guida del volo e per le armi. Modern helmet-integrated vision systems are known from the state of the art in the most diverse embodiments. These contain binocular image channels composed with two separate systems which allow, without additional means such as, for example, Shutter-LCDs, polarizers, separation of red and green, etc., a good stereoscopic representation of material in images. In most embodiments, however, the three-dimensional information of radar sensors and Ladar sensors is represented only two-dimensionally and furthermore the sensor images are partially covered with symbolism for flight guidance and weapons.

Dal documento DE 37 12 170 Al è noto un sistema stereoscopico a display nel quale la stereoscopia viene ottenuta soltanto mediante una configurazione dispendiosa avente lenti singole, lenti e altri componenti ottici. Questa forma di esecuzione non è nè pensata ne adatta per l'impiego in velivoli. A stereoscopic display system is known from DE 37 12 170 A1 in which stereoscopy is achieved only by means of an expensive configuration having single lenses, lenses and other optical components. This embodiment is neither designed nor suitable for use in aircraft.

Dal documento US 3833 300 è noto un apparecchio visivo da casco per inseguire le traiettorie di munizioni, nel quale tuttavia non si ha una rappresentazione di immagini bidimensionali e la loro sovrapposizione con simbolismi tridimensionali. From document US 3833 300 a helmet visual apparatus for following the trajectories of ammunition is known, in which however there is no representation of two-dimensional images and their superimposition with three-dimensional symbolisms.

Dal documento US 4952 024 è noto un apparecchio visivo da casco tridimensionale per l'impiego individuale avente due generatori di immagini che non è tuttavia pensato per un ausilio stereoscopico per guidare il volo e non è nemmeno concepito per tale scopo, in quanto manca, ad esempio, la possibilità di trasparenza sulla e nella scena davanti al supporto, la sovrapposizione con immagini di sensori bidimensionali e l'impiego di un dispositivo di inseguimento a casco. US 4952 024 discloses a three-dimensional helmet vision apparatus for individual use having two image generators which, however, is not intended for a stereoscopic aid to guide the flight and is not even designed for this purpose, as it is missing, for example. for example, the possibility of transparency on and in the scene in front of the support, the superimposition with images of two-dimensional sensors and the use of a helmet tracking device.

Al presente trovato si pone il compito di realizzare un ausilio stereoscopico per la guida del volo con rappresentazione tridimensionale delle immagini che prenda le mosse da un apparecchio visivo da casco già esistente e lo modifichi in modo che nell'apparecchio visivo e di guida a casco vengano rappresentate, come informazioni combinate, immagini di sensori bi o tridimensionali monocrome o colorate e simbolismi, assicurando una rappresentazione stereoscopica tridimensionale, mentre la rappresentazione dei dati di posizione del velivolo è disaccoppiata dalla posizione momentanea della testa e tutte le informazioni dei sensori possono venire percepite in maniera intuitiva e cioè senza interpretazioni o carichi mentali. The present invention has the task of providing a stereoscopic aid for flight guidance with a three-dimensional representation of the images which takes the moves from an already existing helmet visual device and modifies it so that in the helmet vision and guide device they are represented, as combined information, monochrome or colored two- or three-dimensional sensor images and symbolisms, ensuring a three-dimensional stereoscopic representation, while the representation of the aircraft position data is decoupled from the momentary head position and all the sensor information can be perceived in an intuitive way, that is, without interpretations or mental loads.

Questo compito viene risolto mediante le caratteristiche mostrate nella rivendicazione 1. Nelle rivendicazioni secondarie sono indicate configurazioni vantaggiose e sviluppi del trovato. This aim is achieved by means of the characteristics shown in claim 1. Advantageous configurations and developments of the invention are indicated in the secondary claims.

Ulteriori compiti, caratteristiche e vantaggi del trovato saranno evidenti dalla descrizione seguente e facendo riferimento ai disegni. In essi: Further tasks, features and advantages of the invention will become apparent from the following description and with reference to the drawings. In them:

la figura 1 mostra un quadro schematico della composizione e funzionamento della guida stereoscopica per il volo, la figura 2 mostra un quadro schematico relativo alla informazione di principio nella cabina di guida dei sensori/simbolismi e Figure 1 shows a schematic picture of the composition and operation of the stereoscopic guide for flight, Figure 2 shows a schematic picture of the information in the cockpit of the sensors / symbolisms and

la figura 3 mostra un quadro schematico della stereoscopia asimmetrica. Figure 3 shows a schematic picture of asymmetric stereoscopy.

Il trovato prevede di utilizzare una rappresentazione delle immagini veramente tridimensionale di un apparecchio visivo da casco noto concepito per la guida visuale del volo di velivoli. In tal caso per la rappresentazione vengono impiegate le seguenti informazioni combinate anche fra di loro: The invention provides for the use of a truly three-dimensional representation of the images of a known helmet visual apparatus conceived for visual guidance of the flight of aircraft. In this case, the following information is also used in combination with each other for the representation:

immagini dei sensori monocrome o colorate bi o tridimensionali (TV, FLIR, Radar, ecc.) two-dimensional or three-dimensional monochrome or colored sensor images (TV, FLIR, Radar, etc.)

simbolismi monocromi o colorati bi o tridimensionali, canali per la vista notturna monocromi mono o bicanali con tubi amplificatori delle immagini (BiV), monochrome or colored two or three-dimensional symbolisms, mono or two-channel monochromatic night vision channels with image amplifying tubes (BiV),

i simbolismi vengono comandati dal dispositivo di inseguimento a casco dell'apparecchio visivo a casco al fine di ottenere i tipi di rappresentazione: fissi alla testa, fissi al supporto del casco, disaccoppiati dalla rotazione della testa, the symbolisms are controlled by the helmet tracking device of the helmet visual device in order to obtain the types of representation: fixed to the head, fixed to the helmet support, decoupled from the rotation of the head,

dovendosi sottolineare che tutti e tre i tipi sopramenzionati possono presentarsi anche contemporaneamente. it must be emphasized that all three of the aforementioned types can also occur simultaneously.

Parallelamente a ciò i segnali angolari del dispositivo di inseguimento a casco comandano una piattaforma di sensore affinchè le immagini del sensore TV, del sensore FLIR, o del sensore del radar provengano dalla direzione desiderata. Parallel to this the angular signals of the helmet tracking device control a sensor platform so that the images of the TV sensor, the FLIR sensor, or the radar sensor come from the desired direction.

Partendo da un apparecchio visivo da casco moderno e integrato che soddisfa tutti i presupposti per la rappresentazione bi e tridimensionale delle immagini, si propone, per risolvere il compito posto precedentemente, che i canali video vengano realizzati a due canali dai trasduttori delle immagini fino all'ingresso del video. Un generatore di simboli 1 genera, in base a metodi noti in generale, i simboli e le figure da rappresentarsi in maniera duplice per gli occhi del pilota come si può vedere anche dalla figura 1. Il simbolismo tridimensionale viene utilizzato sia di giorno che di notte insieme a immagini dei sensori. Esso può venire utilizzato, tuttavia, anche da solo di giorno e nell'oscurità. Starting from a modern and integrated helmet vision device that satisfies all the prerequisites for the two and three-dimensional representation of images, it is proposed, to solve the task set previously, that the video channels are created in two channels from the image transducers up to video input. A symbol generator 1 generates, on the basis of generally known methods, the symbols and figures to be represented in a double way for the pilot's eyes as can also be seen from figure 1. The three-dimensional symbolism is used both day and night along with sensor images. However, it can also be used alone during the day and in the dark.

Nella figura 1 è rappresentato un esempio di esecuzione di un ausilio stereoscopico per la guida del volo la cui conformazione e funzionamento è caratterizzato nel modo seguente. Figure 1 shows an example of execution of a stereoscopic aid for flight guidance, the shape and operation of which are characterized as follows.

Le informazioni stereoscopiche del display da casco 4, 5 sinistro ovvero destro vengono rappresentate disaccoppiate per l'occhio 2, 3 sinistro e per quello destro. Tramite partitori di raggi, le informazioni dei sensori e della simbologia di volo vengono proiettate nell'occhio 2, 3 sinistro ovvero destro. Nel generatore di simboli 1 viene prodotta la simbologia stereoscopica e trasmessa all'elettronica 6 del casco. I sensori possono venire comandati da un sistema di inseguimento. Essi forniscono, in tal modo, un'immagine proveniente dalla direzione determinata dal dispositivo di inseguimento del casco. The stereoscopic information of the helmet display 4, 5 left or right is shown decoupled for the left eye 2, 3 and for the right one. By means of beam dividers, the information of the sensors and of the flight symbology are projected into the left or right eye 2, 3. In the symbol generator 1 the stereoscopic symbology is produced and transmitted to the helmet electronics 6. The sensors can be controlled by a tracking system. They thus provide an image coming from the direction determined by the helmet tracking device.

Un vantaggio importante della configurazione proposta è dovuto al fatto che si ha una riproduzione monocroma e colorata di immagini o simboli e immagini di sensori sintetiche e bidimensionali, portando tutto ciò ad ogni occhio attraverso un proprio canale delle immagini, e quindi binoculare, realizzando quindi la rappresentazione stereoscopica tridimensionale. La separazione qui possibile delle due zone delle immagini dei sensori e del simbolismo mettendo il simbolismo in rilievo, permette di separare la sovrapposizione indesiderata. Fra il piano bidimensionale delle immagini dei sensori e l'occhio viene presentata al pilota la simbologia tridimensionale come illustrato nella figura 3. An important advantage of the proposed configuration is due to the fact that there is a monochrome and colored reproduction of images or symbols and images of synthetic and two-dimensional sensors, bringing all this to each eye through its own image channel, and therefore binocular, thus realizing the three-dimensional stereoscopic representation. The separation possible here of the two zones of the sensor images and of the symbolism by putting the symbolism in relief, allows to separate the unwanted overlap. The three-dimensional symbology is presented to the pilot between the two-dimensional plane of the sensor images and the eye as shown in Figure 3.

Inoltre la riproduzione di immagini reticolari e di immagini complete, ad esempio di immagini dei sensori bidimensionali e di simboli o immagini sintetiche tridimensionali, è resa possibile in guanto questa riproduzione viene calcolata dall'elettronica in maniera stereoscopica indipendentemente per l'occhio sinistro e per quello destro, conformemente alla velocità reale degli standard televisivi (europeo, americano, giapponese). Furthermore, the reproduction of reticular images and complete images, for example of two-dimensional sensor images and of symbols or three-dimensional synthetic images, is made possible as this reproduction is calculated by the electronics in a stereoscopic manner independently for the left eye and for that right, in accordance with the actual speed of the television standards (European, American, Japanese).

Inoltre la configurazione qui proposta per ottenere la stereoscopia è particolarmente adatta in quanto essa non possiede elementi (ottici) che ne riducano la qualità. All'utilizzatore è data senza problemi la possibilità di vedere dentro o sulla scena che egli si trova davanti ed è per lui assicurato un rilievo intuitivo della posizione di volo del veicolo, della distanza da ostacoli e così via. Come già menzionato, la rappresentazione dei dati di posizione del velivolo avviene in maniera disaccoppiata dalla posizione momentanea della testa. I segnali di essi vengono forniti dal dispositivo di inseguimento a casco a tre assi (azimuth del casco, sollevamento del casco, rotazione del casco). Furthermore, the configuration proposed here for obtaining stereoscopy is particularly suitable as it does not have (optical) elements that reduce its quality. The user is easily given the possibility to see inside or on the scene that he is in front of and is assured for him an intuitive survey of the vehicle's flight position, distance from obstacles and so on. As already mentioned, the representation of the position data of the aircraft occurs in a decoupled manner from the momentary position of the head. The signals of these are provided by the three-axis helmet tracking device (helmet azimuth, helmet lifting, helmet rotation).

Claims (6)

Rivendicazioni 1. Ausilio stereoscopico per la guida del volo con rappresentazione tridimensionale delle immagini avente un dispositivo visualizzatore (4, 5) destro e sinistro per la rappresentazione di informazioni stereoscopiche disaccoppiate, avente un generatore di simboli (1) che genera, conformemente alle informazioni sulla posizione in arrivo, e cioè l'informazione relativa alla posizione angolare del casco e le informazioni di altri sistemi dell'apparecchio per il volo, una simbologia stereoscopica, avente un'elettronica (6) che riceve le informazioni da un sistema di inseguimento (7) e dal generatore di simboli (1) e che comanda il dispositivo visualizzatore (4, 5) destro e sinistro e riceve informazioni delle immagini da almeno un sensore, mentre l'elettronica (6) calcola, le immagini per l'occhio (2, 3) sinistro e destro in maniera indipendente e le informazioni visualizzate dal dispositivo visualizzatore (4, 5) destro e sinistro vengono proiettate, mediante un ripartitore di raggi, nell'occhio (2, 3) sinistro ovvero destro dell'utilizzatore, assicurando la visuale dell'utilizzatore dentro ovvero sulla scena che si trova davanti a lui. Claims 1. Stereoscopic aid for flight guidance with three-dimensional representation of images having a right and left display device (4, 5) for the representation of decoupled stereoscopic information, having a symbol generator (1) which generates, in accordance with the position information arriving, i.e. the information relating to the angular position of the helmet and the information of other systems of the flight apparatus, a stereoscopic symbology, having an electronics (6) that receives the information from a tracking system (7) and from the symbol generator (1) and which controls the right and left display device (4, 5) and receives image information from at least one sensor, while the electronics (6) calculates the images for the eye (2, 3) left and right independently and the information displayed by the right and left display device (4, 5) is projected, by means of a beam splitter, into the eye (2, 3) left or right of the user, ensuring the view of the user inside or on the scene that is in front of him. 2. Ausilio stereoscopico per la guida del volo secondo la rivendicazione 1, nel quale sul dispositivo visualizzatore (4, 5) sinistro ovvero destro sono riproducibili immagini ovvero simboli o immagini dei sensori monocrome e colorate bidimensionali e sintetiche. Stereoscopic aid for flight guidance according to claim 1, in which the left or right display device (4, 5) can reproduce two-dimensional and synthetic images or symbols or images of the monochrome and colored sensors. 3. Ausilio stereoscopico per la guida del volo secondo la rivendicazione 1,'nel quale sul dispositivo visualizzatore (4, 5) sinistro ovvero destro sono riproducibili immagini retinate e/o complete. Stereoscopic flight guidance aid according to claim 1, in which dithered and / or complete images can be reproduced on the left or right display device (4, 5). 4. Ausilio stereoscopico per la guida del secondo la rivendicazione 1, nel quale sul dispositivo visualizzatore (4, 5) sinistro ovvero destro, sono riproducibili immagini dei sensori bidimensionali e simboli o immagini sintetiche tridimensionali. Stereoscopic guide aid according to claim 1, in which two-dimensional sensor images and three-dimensional symbols or synthetic images can be reproduced on the left or right display device (4, 5). 5. Ausilio stereoscopico per la guida del volo secondò la rivendicazione 1, nel quale l'elettronica (6) esegue il calcolo conformemente alla velocità reale degli standard televisivi. 5. Stereoscopic flight guidance aid according to claim 1, in which the electronics (6) perform the calculation in accordance with the actual speed of the television standards. 6. Ausilio stereoscopico per guida del volo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, nel quale il generatore di simboli (1) e l'elettronica (6) generano, sul dispositivo visualizzatore (4, 5) sinistro ovvero destro, una rappresentazione dei dati di posizione del velivolo disaccoppiata da una posizione momentanea della testa (dispositivo di inseguimento) dell'utilizzatore. 6. Stereoscopic flight guidance aid according to one of claims 1 to 5, in which the symbol generator (1) and the electronics (6) generate a representation of the images on the left or right display device (4, 5) aircraft position data decoupled from a momentary head position (tracking device) of the user.
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