WO2009065976A1 - Método y dispositivo para obtener imágenes digitales en operaciones de tubo retractable de reabastecimiento de combustible en el aire. - Google Patents

Método y dispositivo para obtener imágenes digitales en operaciones de tubo retractable de reabastecimiento de combustible en el aire. Download PDF

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    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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    • G06T5/50—Image enhancement or restoration using two or more images, e.g. averaging or subtraction
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/45—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from two or more image sensors being of different type or operating in different modes, e.g. with a CMOS sensor for moving images in combination with a charge-coupled device [CCD] for still images

Definitions

  • the present invention generally relates to retractable refueling tubes for an aircraft and, more specifically, to a method and device for obtaining digital images in retractable refueling tube operations in an aircraft.
  • a common method is based on the use of a retractable tube device intended to interconnect a mother aircraft with a receiving aircraft in flight, which basically consists of a telescopic tube that is fixed to the lower face of the nurse aircraft by means of an articulation unit.
  • the retractable tube moves around this fixed point during the refueling operation using a pair of aerodynamic lifting surfaces known as rudder lifts.
  • the refueling operation needs a position prior to contact and precise and consistent contact of the receiving aircraft.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) satisfactory when they need to process or process images of the receiving aircraft with infrared (IR) light because the cameras equipped with a charge-coupled device (CCD) are usually provided with filters to eliminate the low or near IR spectrum radiation (frequencies above 700 nm), in such a way that they are not suitable for capturing images of the receiving aircraft illuminated with I R light.
  • IR infrared
  • CCD charge-coupled device
  • the present invention aims to solve this problem.
  • the present invention provides a method for obtaining digital images in retractable tube operations of refueling in the air, between a nurse aircraft and a receiving aircraft, comprising the following steps:
  • the present invention provides a device for obtaining digital images in retractable tube operations of refueling in the air, between a nurse aircraft and a receiving aircraft, intended to be installed in the aircraft
  • Optical means to receive incident radiation from the receiving aircraft and send the radiation contained in the range of X1 to X2 nm (X1 to X2 is the range within the limits of visible light) to the black and white CCD sensor, and the radiation contained in the range of Y1 to Y2 nm (Y1 to Y2 is the range located in the IR range of the capacity of the CCD sensor) to the color CCD sensor.
  • Figure 1 a and Figure 1 b illustrate, respectively, black and white and color digital images, captured by the device according to the present invention, and Figure 1 c illustrates a composite image of them.
  • Figure 2 schematically shows a device for obtaining digital images in retractable tube operations of refueling in the air, according to the present invention.
  • a retractable tube for refueling an aircraft consists of a telescopic beam unit and
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) fuel tight, whose front end is fixed to the lower face of a mother aircraft by means of a mechanical joint.
  • rudder elevators Integrally fixed to the retractable tube, there are rudder elevators that are used to aerodynamically control the position of the retractable tube in elevation and azimuth.
  • the outer end portion of the retractable tube is a telescopic section or section for inward or outward movement.
  • the receiving aircraft is equipped with an air refueling receptacle, which is coupled with the nozzle for the refueling operation.
  • black and white digital images of the receiving aircraft are captured, such as the image of Figure 1 a, and, at the same time, digital color images corresponding to several points of light of different colors, projected on the surface of the receiving aircraft by means of laser emitters located in the mother aircraft, such as the image of Figure 1 b.
  • both images are mixed to obtain a composite image, such as the image of Figure 1 c, which clearly shows the position of said laser light points on the surface of the aircraft, which is sent to a station of control to be processed or treated by the retractable tube placement system, which follows known means to guide the retractable tube in order to attach it to its nozzle, located in the refueling receptacle of the receiving aircraft.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) with this invention it includes the following elements: a set of lenses 1 1, a prism splitter 1 3, a black and white CCD sensor 1 5, a color D CC sensor 17, electronic means 1 9 for mixing the images captured by both CCD sensors, a box 21, a connecting device 27 to send the mixed image to the control station, and a connecting device 25 for power input.
  • the incident radiation passes through the lenses 1 1 and reaches a prism divider 1 3.
  • the incident radiation in the range of X1 to X2 nm (X1 to X2 is the range within the limits of visible light) it is sent to the blank and black CCD sensor 1 5, and the radiation in the range of Y1 to Y2 nm (Y1 to Y2 is the range in the IR range of the capacity of the CCD sensor) is sent to the color CCD sensor 17.
  • These components will be arranged in such a way that it can guarantee the coincidence of the image points or pixels.
  • the device includes two sets of lenses, each of which directs the incoming radiation to one of said CC Ds.
  • a black and white CCD sensor refers to a sensor (CC D / MOS / 7) with sufficient sensitivity in the NIR (near infrared) range of frequencies;
  • a color CCD sensor refers to a sensor (CCD / MOS / ...) with a different response from the previous one.
  • a color sensor with an I R filter is used; Y
  • a prism splitter means a lens or set of
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) lenses (including a filter) capable of dividing incoming photons in order to send an appropriate image to two or more sensors.

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Abstract

La invención se refiere a un método para obtener imágenes digitales en operaciones de tubo retractable de reabastecimiento de combustible en el aire, entre una aeronave nodriza y una aeronave receptora, que comprende las siguientes etapas: captar imágenes digitales en blanco y negro de la aeronave receptora iluminada con luz IR y, al mismo tiempo, imágenes digitales en color de puntos de luz de láser proyectados desde la aeronave nodriza sobre la aeronave receptora; mezclar dichas imágenes digitales en blanco y negro y en color para obtener imágenes únicas con información en blanco y negro y en color; y enviar las imágenes mezcladas a una estación de control situada en la aeronave nodriza. La invención se refiere también a un dispositivo para obtener imágenes digitales en operaciones de tubo retractable de reabastecimiento de combustible en el aire, entre una aeronave nodriza y una aeronave receptora, destinado a ser instalado en la aeronave nodriza.

Description

MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA OBTENER IMÁGENES DIGITALES EN OPERACIONES DE TUBO RETRACTABLE DE REABASTECIMIENTO DE COMBUSTIBLE EN EL AIRE
CAMPO TÉCNICO
La presente invención se refiere generalmente a tubos retractables de reabastecimiento de combustible para una aeronave y, más específicamente, a un método y a un dispositivo para obtener imágenes digitales en operaciones de tubo retractable de reabastecimiento de combustible en una aeronave.
ANTECEDENTES Para operaciones de reabastecimiento de combustible en vuelo, un método habitual está basado en el uso de un dispositivo de tubo retractable destinado a interconectar una aeronave nodriza con una aeronave receptora en vuelo, el cual consiste básicamente en un tubo telescópico que está fijado a Ia cara inferior de Ia aeronave nodriza por medio de una unidad de articulación. El tubo retractable se mueve en torno a este punto fijo durante Ia operación de reabastecimiento de combustible utilizando un par de superficies elevadoras aerodinámicas conocidas como elevadores de timón.
La operación de reabastecimiento de combustible necesita una posición previa al contacto y de contacto precisa y consistente de Ia aeronave receptora. A este respecto, se conoce en Ia técnica el uso de medios de láser para proyectar luz de láser sobre Ia aeronave receptora, así como el uso de cámaras digitales en sistemas de visión instalados en Ia aeronave nodriza.
Sin embargo, los sistemas de visión conocidos no son
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) satisfactorios cuando necesitan procesar o tratar imágenes de Ia aeronave receptora con luz infrarroja (I R) debido a que las cámaras dotadas de un dispositivo de acoplamiento de carga (CCD -"charge-coupled device") en color están provistas habitualmente de filtros para eliminar Ia radiación del espectro de IR bajo o cercano (frecuencias por encima de 700 nm), de tal manera que no resultan adecuadas para capturar imágenes de Ia aeronave receptora iluminada con luz I R.
La presente invención tiene como propósito resolver este problema.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Según un aspecto, Ia presente invención proporciona un método para obtener imágenes digitales en operaciones de tubo retractable de reabastecimiento de combustible en el aire, entre una aeronave nodriza y una aeronave receptora, que comprende las siguientes etapas:
- Captar imágenes digitales en blanco y negro de Ia aeronave receptora iluminada con luz I R y, al mismo tiempo, imágenes digitales en color de puntos de luz de láser proyectados desde Ia aeronave nodriza sobre Ia aeronave receptora.
- Mezclar dichas imágenes digitales en blanco y negro y en color para obtener imágenes únicas con información en blanco y negro y en color.
- Enviar las imágenes mezcladas a una estación de control situada en Ia aeronave nodriza.
De acuerdo con otro aspecto, Ia presente invención proporciona un dispositivo para obtener imágenes digitales en operaciones de tubo retractable de reabastecimiento de combustible en el aire, entre una aeronave nodriza y una aeronave receptora, destinado a ser instalado en Ia aeronave
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) nodriza, el cual comprende:
- Un sensor de CCD en blanco y negro.
- Un sensor de CCD en color.
- Medios ópticos para recibir radiación incidente de Ia aeronave receptora y remitir Ia radiación contenida en el intervalo de X1 a X2 nm (X1 a X2 es el intervalo comprendido dentro de los limites de Ia luz visible) al sensor de CCD en blanco y negro, y Ia radiación contenida en el intervalo de Y1 a Y2 nm (Y1 a Y2 es el intervalo situado en el intervalo de I R de Ia capacidad del sensor de CCD) al sensor de CCD en color.
Medios electrónicos para mezclar las imágenes captadas por los sensores de CCD y enviarlas a una estación de control situada en Ia aeronave nodriza.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Los anteriores objetos y muchas de las ventajas asociadas de esta invención se apreciarán más fácilmente al llegar a entenderse Ia misma mejor mediante Ia referencia a Ia siguiente descripción detallada, cuando se toma en combinación con los dibujos que se acompañan, en los cuales:
La Figura 1 a y Ia Figura 1 b ¡lustran, respectivamente, imágenes digitales en blanco y negro y en color, captadas por el dispositivo de acuerdo con Ia presente invención , y Ia Figura 1 c ilustra una imagen compuesta de ellas.
La Figura 2 muestra esquemáticamente un dispositivo para obtener imágenes digitales en operaciones de tubo retractable de reabastecimiento de combustible en el aire, de acuerdo con Ia presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Un tubo retractable para reabastecimiento de una aeronave consiste en una unidad de viga telescópica y
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) estanca al combustible, cuyo extremo delantero está fijado a Ia cara inferior de una aeronave nodriza por medio de una articulación mecánica. Integralmente fijados al tubo retractable, existen unos elevadores de timón que se utilizan para controlar aerodinámicamente Ia posición del tubo retractable en elevación y en azimut. La porción de extremo exterior del tubo retractable es un tramo o sección telescópica para el movimiento hacia dentro o hacia fuera. Situada en el extremo distal del tubo telescópico 19, existe una boquilla. La aeronave receptora está equipada con un receptáculo de reabastecimiento de combustible en el aire, que se acopla con Ia boquilla para Ia operación de reabastecimiento de combustible.
En una operación de reabastecimiento de combustible que se lleva a cabo por Ia noche de acuerdo con el método de Ia presente invención, se captan imágenes digitales en blanco y negro de Ia aeronave receptora, tales como Ia imagen de Ia Figura 1 a, y, al mismo tiempo, imágenes digitales en color correspondientes a varios puntos de luz de diferentes colores, proyectados sobre Ia superficie de Ia aeronave receptora por medios emisores de láser situados en Ia aeronave nodriza, tales como Ia imagen de Ia Figura 1 b.
A continuación, ambas imágenes se mezclan para obtener una imagen compuesta, tal como Ia imagen de Ia Figura 1 c, que muestra claramente Ia posición de dichos puntos de luz de láser sobre Ia superficie de Ia aeronave, Ia cual se envía a una estación de control para ser procesada o tratada por el sistema de colocación del tubo retractable, que sigue medios conocidos para guiar el tubo retractable con el fin de acoplarlo a su boquilla, situada en el receptáculo de reabastecimiento de combustible de Ia aeronave receptora.
En una realización preferida, el dispositivo de acuerdo
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) con esta invención incluye los siguientes elementos: un conjunto de lentes 1 1 , un divisor de prisma 1 3 , un sensor de CCD en blanco y negro 1 5, un sensor de CC D en color 17, medios electrónicos 1 9 para mezclar las imágenes captadas por ambos sensores de CCD, una caja 21 , un dispositivo conectador 27 para enviar Ia imagen mezclada a Ia estación de control , y un dispositivo conectador 25 para Ia entrada de potencia.
La radiación incidente pasa a través de las lentes 1 1 y llega a un divisor de prisma 1 3. La radiación incidente comprendida en el intervalo de X1 a X2 nm (X1 a X2 es el intervalo comprendido dentro de los límites de Ia luz visible) se envía al sensor de CCD en blanco y neg ro 1 5, y Ia radiación comprendida en el intervalo de Y1 a Y2 nm (Y1 a Y2 es el intervalo situado en el intervalo de I R de Ia capacidad del sensor de CCD) se envía al sensor de CCD en color 17. Dichos componentes se dispondrán de una manera tal , que pueda garantizar Ia coincidencia de los puntos de imagen o píxeles. En otra realización preferida, el dispositivo incluye dos conjuntos de lentes, cada uno de los cuales dirige Ia radiación entrante a uno de dichos CC Ds.
Para una mejor comprensión de esta invención , se apreciará que: - un sensor de CCD en blanco y negro hace referencia a un sensor (CC D / MOS / ...) con Ia suficiente sensibilidad en el intervalo de N I R (infrarrojo cercano) de frecuencias;
- un sensor de CCD en color se refiere a un sensor (CCD / MOS / ...) con una respuesta diferente del anterior. En esta implementación preferida, se utiliza un sensor de color con un filtro de I R; y
- un divisor de prisma significa una lente o conjunto de
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) lentes (incluyendo un filtro) capaces de dividir los fotones entrantes con el fin de enviar una imagen apropiada a dos o más sensores.
Si bien Ia presente invención se ha descrito completamente en conexión con realizaciones preferidas, es evidente que pueden introducirse modificaciones dentro del ámbito de Ia misma, de manera que ésta no se considera como limitada por estas realizaciones, sino por el contenido de las siguientes reivindicaciones.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)

Claims

REIVIN DICACION ES
1 . U n método para obtener imágenes digitales en operaciones de tubo retractable de reabastecimiento de combustible en el aire , entre una aeronave nodriza y una aeronave receptora , que comprende las siguientes etapas: a) captar imágenes digitales en blanco y negro de Ia aeronave receptora iluminada con luz I R y, al mismo tiempo, imágenes digita les en color de puntos de luz de láser proyectados desde Ia aeronave nodriza sobre Ia aeronave receptora; b) mezclar dichas imágenes digitales en blanco y negro y en color para obtener imágenes únicas con información en blanco y negro y en color; y c) enviar las imágenes mezcladas a una estación de control situada en Ia aeronave nodriza.
2. Un dispositivo para obtener imágenes digitales en operaciones de tubo retractable de reabastecimiento de combustible en el aire, entre una aeronave nod riza y una aeronave receptora, destinado a ser instalado en Ia aeronave nodriza , el cual comprende: a) un sensor de CCD en blanco y negro (15); b) un sensor de CCD en color (17); c) medios ópticos (13) para recibir radiación incidente de Ia aeronave receptora y remitir Ia radiación contenida en el intervalo de X1 a X2 nm (X1 a X2 es el intervalo comprendido dentro de los límites de Ia luz visible) al sensor de CCD en blanco y neg ro ( 1 5), y Ia radiación contenida en el intervalo de Y1 a Y2 nm (Y1 a Y2 es el intervalo situado en el intervalo de I R de Ia capacidad del sensor de CC D) al sensor de CCD en
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) color (17); y d) medios electrónicos (19) para mezclar las imágenes captadas por los sensores de CCD ( 1 5, 17) y enviarlas a una estación de control situada en Ia aeronave nod riza.
3. U n dispositivo para obtener imágenes digitales en operaciones de tubo retractable de reabastecimiento de combustible en el aire, entre una aeronave nodriza y una aeronave receptora , destinado a ser instalado en Ia aeronave nodriza, de acuerdo con Ia reivindicación 2, caracterizado por que comprende también un conjunto de lentes (1 1 ) a través del cual pasa Ia radiación incidente, para llegar a los medios ópticos ( 13).
4. Un dispositivo para obtener imágenes digitales en operaciones de tubo retractable de reabastecimiento de combustible en el aire, entre una aeronave nodriza y una aeronave receptora , destinado a ser instalado en Ia aeronave nod riza , de acuerdo con Ia reivindicación 2 , caracterizado por que comprende también dos conjuntos de lentes (1 1 ), cada uno de los cuales dirige Ia radiación entrante a uno de dichos CC Ds (1 5, 17) , a través del cual pasa Ia rad iación incidente para l legar a los medios ópticos (1 3).
5. Un dispositivo para obtener imágenes digitales en operaciones de tubo retractable de reabastecimiento de combustible en el aire, entre una aeronave nodriza y una aeronave receptora, destinado a ser instalado en Ia aeronave nodriza , de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2- 4, caracterizado por que los medios ópticos para recibir radiación incidente desde Ia aeronave receptora consisten en un divisor de prisma (13) que garantiza Ia coincidencia de
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) puntos de imagen o píxeles entre las imágenes procedentes del sensor de CCD en blanco y negro (15) y del sensor de CCD en color (17).
6. Un dispositivo para obtener imágenes digitales en operaciones de tubo retractable de reabastecimiento de combustible en el aire, entre una aeronave nodriza y una aeronave receptora, destinado a ser instalado en Ia aeronave nodriza, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2- 5, caracterizado por que comprende también un dispositivo conectador (23) para enviar Ia imagen mezclada a Ia estación de control, y un dispositivo conectador (25) para Ia entrada de potencia.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
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