DE19828318C2 - Wire highlighting - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Unterstützung der Flugführung.The invention relates to an apparatus and a Procedures in support of flight guidance.
Aus der US-Patentschrift 5 459 824 ist ein Navigationsdisplay bekannt, bei dem Bilddaten für eine Kartendarstellung oder die Darstellung der aktuellen Position unter Bezugnahme auf eine Nachschlagetabelle entsprechend einer vom Benutzer ausgewählten bzw. definierten Palette in Farbdaten für ein CRT (Kathodenstrahlröhren)-Display umgewandelt werden. Eine derartige verschiedenfarbige Darstellung erleichtert dem Piloten jedoch die Erkennung von Hindernissen, insbesondere von drahtähnlichen, "dünnen" Hindernissen, nicht.A navigation display is known from US Pat. No. 5,459,824 the image data for a map display or the display of the current one Position with reference to a look-up table corresponding to a User-selected or defined palette in color data for a CRT (cathode ray tube) display. Such a one Different colored representation makes this easier for the pilot Detection of obstacles, especially of wire-like, "thin" Obstacles, don't.
Eine Lösung nach DE 196 05 218 C1 verfolgt die Aufgabe, einen Piloten im Tiefflug bei der sicheren Erfassung von Hindernissen zu unterstützen. Mittels der bekannten technischen Lösung wird das Basisbild, nach dem der Pilot fliegt, durch ein Hinderniswarnsystem vervollständigt, welches Randkonturen der Hindernisse im Entfernungsbild liefert. Im Entfernungsbild wird nach einem einzelnen Sprung zwischen benachbarten Bildpixeln gesucht. Jedes Hindernis im Gelände führt zu einem einzelnen Sprung des Entfernungswertes. Der Sprung führt zur Kontrastbildung der Kontur. Es ist damit nicht möglich, das Hindernis eindeutig zu klassifizieren, sondern es wird lediglich seine Kontur dargestellt. Das ist nachteilig für die Darstellung eines Drahthindernisses, denn es wäre nicht zweifelsfrei auf dem Display als solches darstellbar.A solution according to DE 196 05 218 C1 has the task of being a pilot in the To support low-level flight in the safe detection of obstacles. By means of the known technical solution, the basic image after which the Pilot flies, completed by an obstacle warning system, which Provides edge contours of the obstacles in the distance image. in the Distance image is after a single jump between neighboring Image pixels wanted. Every obstacle in the terrain leads to a single one Jump in the distance value. The jump leads to the formation of contrast Contour. It is not possible to clearly classify the obstacle, but only its contour is shown. That is detrimental to them Representation of a wire obstacle because it would not be beyond doubt can be shown as such on the display.
Dieses Problem der schlechten Erkennbarkeit soll durch andere herkömmliche Verfahren zur Unterstützung der Flugführung beseitigt werden. Bei diesen Verfahren erfolgt eine Erkennung von Drähten als solche. Jedoch erfordert dies eine komplexe und aufwendige Bildverarbeitung. Zudem vollzieht sich hierbei die eigentliche Drahterkennung beim Betrachter des Sensorbildes, der aus der Anzahl und Position der markierten Bildpunkte Muster erkennen kann.This problem of poor visibility should be addressed by others Eliminated traditional flight guidance assistance procedures will. With these methods, wires are recognized as such. However, this requires a complex and time-consuming process Image processing. In addition, the actual takes place here Wire detection by the viewer of the sensor image, which is made up of the number and Position of the marked pixels can recognize patterns.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung eine gattungsgemäße Vorrichtung bzw. ein gattungsgemäßes Verfahren zur Unterstützung der Flugführung derart weiterzubilden, daß die Vorrichtung bzw. das Verfahren geringe ren Rechenaufwand erfordert und somit für Echtzeitanwendungen, d. h. eine Verarbeitung der Daten während des Fluges geeignet ist, und drahtähnliche Hindernisse direkt klar zu erkennen sind.It is therefore the object of the invention to provide a generic one Device or a generic method to support the To train flight guidance in such a way that the device or the method low requires more computational effort and thus for real-time applications, i. H. one Processing of the data during the flight is suitable, and wire-like Obstacles can be clearly recognized directly.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruchs 1 bzw. 7 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Er findung sind in den Unteransprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved by the claims 1 and 7, respectively specified features solved. Further advantageous embodiments of the He Findings are given in the subclaims.
Somit werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Unterstützung der Flug führung ausgebildet, bei der bzw. dem eine Drahthervorhebung ohne großen Rechenaufwand und deutlich erfolgt.Thus, an apparatus and a method for assisting flight leadership formed in which a wire highlighting without major Computational effort and clearly done.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung offensichtlich.Further objects, features and advantages of the invention will be apparent from US Pat following description of a preferred embodiment in Connection with the drawing obviously.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Darstellung der Erfassung von Hindernisdaten und Fig. 1 is an illustration of the detection of obstacle data and
Fig. 2 ein Sensorbild. Fig. 2 is an image sensor.
Das erfindungsgemäße Verfahren ebenso wie die Vorrichtung ist ein Verfah ren bzw. eine Vorrichtung zur Unterstützung der Flugführung, bei dem bzw. der durch am Fluggerät befindliche Sensoren gewonnene Informationen über die Topographie des umgebenden Geländes mittels eines fluggerätgestützten Rechners in Echtzeit auf das Vorhandensein von drahtähnlichen Gegenstän den im Erfassungsbereich untersucht werden und die so extrahierten Gegen stände auf einem Display oder vergleichbaren Anzeigegerät dargestellt wer den.The method according to the invention, like the device, is a method ren or a device to support flight control, in which or the information obtained by the sensors located on the aircraft the topography of the surrounding area by means of an aircraft-based Computer for the presence of wire-like objects in real time which are examined in the detection area and the objects extracted in this way status on a display or comparable display device the.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt die folgenden Elemente: zumin
dest einen am Fluggerät befindlichen Sensor zur Erfassung von Informationen
über die Topographie des umgebenden Geländes, wobei die Informationen
Rohdaten darstellen; eine Einrichtung zur Berechnung einer Bildähnlichen
Darstellung aus den Gesamt-Rohdaten, wobei die Bildähnliche Darstellung
aus einer Pixelmenge besteht; einer Einrichtung zur Auswertung der bildähn
lichen Darstellung, die in jeder Pixelspalte der bildähnlichen Darstellung von
oben nach unter oder umgekehrt die Entfernungswerte von in Vertikalrich
tung benachbarten Bildpunkten vergleicht und, wenn die beiden Bedingungen
The device according to the invention comprises the following elements: at least one sensor located on the aircraft for acquiring information about the topography of the surrounding terrain, the information representing raw data; a device for calculating an image-like representation from the total raw data, the image-like representation consisting of a set of pixels; a device for evaluating the image-like representation, which compares the distance values of adjacent pixels in the vertical direction in each pixel column of the image-like representation from top to bottom or vice versa, and if the two conditions are met
ei+1 - ei < FRAC . ei und
e i + 1 - e i <FRAC. e i and
ei-2 - ei < FRAC . ei
e i-2 - e i <FRAC. e i
erfüllt sind bzw., wenn der Himmel einen sehr kleinen Entfernungswert be
sitzt, die Bedingungen
are fulfilled or, if the sky is a very small distance value, the conditions
ei+1 - ei < -FRAC2 . ei und
e i + 1 - e i <-FRAC 2 . e i and
ei-2 - ei < -FRAC2 . ei
e i-2 - e i <-FRAC 2 . e i
erfüllt sind, wobei der Wert von FRAC und FRAC2 vom verwendeten Sensor abhängt, FRAC2 << FRAC und ei die Entfernung am Bildpunkt i ist und ei+1 bzw. ei-2 die Entfernungen an den mittelbaren Nachbarpunkten sind, den entspre chenden Bildpunkt hervorhebt, insbesondere in einer Signal- oder Kon trastfarbe einfärbt.are fulfilled, where the value of FRAC and FRAC 2 depends on the sensor used, FRAC 2 << FRAC and e i is the distance at the image point i and e i + 1 and e i-2 are the distances at the indirect neighboring points, the Corresponding pixel highlights, in particular colored in a signal or contrast color.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist zunächst eine Erfassung von Rohda ten, wie in Fig. 1 gezeigt, erforderlich. Dabei müssen für die erfindungsgemä ße Drahterkennung als Rohdaten entweder richtungsgebundene Entfernungs werte vorliegen, die ein Abbild der das Fluggerät umgebenden Topographie darstellen, oder es muß bereits ein vorbearbeitetes digitales Bild vorliegen, in dem jedem Bildpunkt (Pixel) eindeutig eine vom Sensor detektierte Entfer nung zugeordnet werden kann.For the method according to the invention, it is first necessary to acquire raw data, as shown in FIG. 1. For the wire detection according to the invention, either directional distance values must be available as raw data, which represent an image of the topography surrounding the aircraft, or a preprocessed digital image must already be available in which each image point (pixel) is uniquely assigned a distance detected by the sensor can be.
Die Rohdaten können z. B. durch einen Radar- oder Lasersensor gewonnen werden. Die relative Lage jedes Datenpunktes zum Betrachtungspunkt des Sensors muß bekannt sein, damit aus den Gesamtdaten eine bildähnliche Darstellung berechnet werden kann. Diese Darstellung gibt den "Blick" des Sensors auf die Umgebung wieder, wobei für jeden Bildpunkt die Entfernung zum detektierenden Sensor bekannt ist.The raw data can e.g. B. obtained by a radar or laser sensor will. The relative position of each data point to the viewing point of the The sensor must be known so that an image-like image can be obtained from the overall data Representation can be calculated. This representation gives the "look" of the Sensor on the environment again, with the distance for each pixel is known to the detecting sensor.
Die Erkennung drahtähnlicher Gegenstände in Echtzeit wird nun anhand von Fig. 2 erläutert. Bei der Erkennung drahtähnlicher Gegenstände in Echtzeit wird das vorbearbeitete Sensorbild ausgewertet. Dazu werden in jeder Pi xelspalte von oben nach unten (oder umgekehrt) die Entfernungswerte von in Vertikalrichtung benachbarten Bildpunkten verglichen. Für den Fall, daß der Entfernungswert eines Bildpunktes deutlich kleiner ist als der der mittelbaren Nachbarn, d. h. daß dieser Entfernungswert "hervorsticht", wird der entspre chende Bildpunkt in einer Kontrast- bzw. Signalfarbe eingefärbt.The detection of wire-like objects in real time will now be explained with reference to FIG. 2. When detecting wire-like objects in real time, the pre-processed sensor image is evaluated. For this purpose, the distance values of adjacent pixels in the vertical direction are compared in each pixel column from top to bottom (or vice versa). In the event that the distance value of a pixel is significantly smaller than that of the indirect neighbors, ie that this distance value "stands out", the corresponding pixel is colored in a contrasting or signal color.
Die Position der mittelbaren Nachbarn ergibt sich aus Fig. 2. Wenn ei die Ent
fernung am Bildpunkt i ist und ei+1 bzw. ei-2 die Entfernungen an den mittelba
ren Nachbarpunkten sind, so müssen die beiden Bedingungen
The position of the indirect neighbors is shown in FIG. 2. If e i is the distance at image point i and e i + 1 and e i-2 are the distances at the intermediate neighboring points, then both conditions must be met
ei+1 - ei < FRAC . ei und
e i + 1 - e i <FRAC. e i and
ei-2 - ei < FRAC . ei
erfüllt sein, damit ein Bildpunkt eingefärbt wird. Der Parameter FRAC ist der
Sensorreichweite und -auflösung anzupassen, typischerweise liegt er bei 5%.e i-2 - e i <FRAC. e i
must be fulfilled so that a pixel is colored. The parameter FRAC is to be adapted to the sensor range and resolution, typically it is 5%.
Ein Sonderfall ist die Detektion von drahtähnlichen Gegenständen gegenüber
dem Himmel, da hier zwei Sonderfälle zu berücksichtigen sind. Der Himmel
kann zum einen durch den größten darstellbaren Entfernungswert gekenn
zeichnet sein - dann läßt sich obiges Verfahren auch zur Detektion gegenüber
dem Himmel anwenden. Zum anderen kann der Himmel aber einen sehr klei
nen Entfernungswert besitzen. In diesem Fall müssen zur Markierung eines
drahtähnlichen Hindernisses die Bedingungen
A special case is the detection of wire-like objects in relation to the sky, as two special cases have to be taken into account here. On the one hand, the sky can be characterized by the largest representable distance value - then the above method can also be used for detection in relation to the sky. On the other hand, the sky can have a very small distance value. In this case, to mark a wire-like obstacle, the conditions
ei+1 - ei < -FRAC2 . ei und
e i + 1 - e i <-FRAC 2 . e i and
ei-2 - ei < -FRAC2 . ei
e i-2 - e i <-FRAC 2 . e i
erfüllt sein. Der Wert von FRAC2 ist abhängig vom verwendeten Sensor zu wählten. Ein typischer Wert ist 90%.be fulfilled. The value of FRAC 2 is to be selected depending on the sensor used. A typical value is 90%.
Somit kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsge mäßen Verfahren zur Unterstützung der Flugführung eine einfache Erkenn barkeit auch von dünnen, drahtähnlichen Gegenständen sichergestellt wer den.Thus, with the device according to the invention and the erfindungsge procedures to support the flight guidance a simple recognition The availability of thin, wire-like objects is also ensured the.
Claims (10)
zumindest einem am Fluggerät befindlichen Sensor zur Erfassung von Informationen über die Topographie des umgebenden Geländes und des Himmels, wobei die Informationen Rohdaten darstellen;
einer Einrichtung zur Berechnung einer bildähnlichen Darstellung aus den Gesamt- Rohdaten, wobei die bildähnliche Darstellung aus einer Pixelmenge besteht und für den Himmel ein sehr großer oder ein sehr kleiner Entfernungswert festlegbar ist;
einer Einrichtung zur Auswertung der bildähnlichen Darstellung, die in jeder Pixelspalte der bildähnlichen Darstellung von oben nach unten oder umgekehrt die Entfernungswerte von in Vertikalrichtung benachbarten Bildpunkten vergleicht und den entsprechenden Bildpunkt hervorhebt, wenn
- a) im Falle, daß der Himmel einen sehr großen Entfernungswert besitzt, die beiden
Bedingungen
ei+1 - ei < FRAC . ei und
ei-2 - ei < FRAC . ei
erfüllt sind, bzw. - b) im Falle, daß der Himmel einen sehr kleinen Entfernungswert besitzt die beiden
Bedingungen
ei+1 - ei < -FRAC2 . ei und
ei-2 - ei < -FRAC2 . ei
erfüllt sind,
wobei der Wert von FRAC und FRAC2 vom verwendeten Sensor abhängt, FRAC2 << FRAC und ei die Entfernung am Bildpunkt i ist und ei+1 bzw. ei-2 die Entfernungen an den mittelbaren Nachbarpunkten sind.
at least one sensor located on the aircraft for acquiring information about the topography of the surrounding terrain and the sky, the information representing raw data;
a device for calculating an image-like representation from the total raw data, the image-like representation consisting of a set of pixels and a very large or a very small distance value being definable for the sky;
a device for evaluating the image-like representation, which in each pixel column of the image-like representation, from top to bottom or vice versa, compares the distance values of adjacent image points in the vertical direction and highlights the corresponding image point if
- a) in the case that the sky has a very great distance value, the two conditions
e i + 1 - e i <FRAC. e i and
e i-2 - e i <FRAC. e i
are fulfilled, or - b) in the case that the sky has a very small distance value, both conditions
e i + 1 - e i <-FRAC 2 . e i and
e i-2 - e i <-FRAC 2 . e i
are fulfilled
where the value of FRAC and FRAC 2 depends on the sensor used, FRAC 2 << FRAC and e i is the distance at image point i and e i + 1 and e i-2 are the distances at the indirect neighboring points.
Erfassen von Informationen über die Topographie des umgebenden Geländes und des Himmels durch zumindest einen am Fluggerät befindlichen Sensor, wobei die Informationen Rohdaten darstellen;
Festlegung eines sehr großen oder eines sehr kleinen Entfernungswertes für den Himmel;
Berechnen einer bildähnlichen Darstellung aus den Gesamt-Rohdaten, wobei die bildähnliche Darstellung aus einer Pixelmenge besteht;
Auswerten der bildähnlichen Darstellung, wobei in jeder Pixelspalte der bildähnlichen Darstellung von oben nach unten oder umgekehrt die Entfernungswerte von in Vertikalrichtung benachbarten Bildpunkten verglichen werden und der entsprechende Bildpunkt hervorgehoben wird, wenn
- a) im Falle, daß der Himmel einen sehr großen Entfernungswert besitzt, die beiden
Bedingungen
ei+1 - ei < FRAC . ei und
ei-2 - ei < FRAC . ei
erfüllt sind, bzw. - b) im Falle, daß der Himmel einen sehr kleinen Entfernungswert besitzt die beiden
Bedingungen
ei+1 - ei < -FRAC2 . ei und
ei-2 - ei < -FRAC2 . ei
erfüllt sind,
wobei der Wert von FRAC und FRAC2 vom verwendeten Sensor abhängt, FRAC2 << FRAC und ei die Entfernung am Bildpunkt i ist und ei+1 bzw. ei-2 die Entfernungen an den mittelbaren Nachbarpunkten sind.
Acquisition of information about the topography of the surrounding terrain and the sky by at least one sensor located on the aircraft, the information representing raw data;
Setting a very large or a very small distance value for the sky;
Calculating an image-like representation from the total raw data, the image-like representation consisting of a set of pixels;
Evaluation of the image-like representation, the distance values of adjacent image points in the vertical direction being compared in each pixel column of the image-like representation from top to bottom or vice versa, and the corresponding image point being highlighted if
- a) in the case that the sky has a very great distance value, the two conditions
e i + 1 - e i <FRAC. e i and
e i-2 - e i <FRAC. e i
are fulfilled, or - b) in the case that the sky has a very small distance value, both conditions
e i + 1 - e i <-FRAC 2 . e i and
e i-2 - e i <-FRAC 2 . e i
are fulfilled
where the value of FRAC and FRAC 2 depends on the sensor used, FRAC 2 << FRAC and e i is the distance at image point i and e i + 1 and e i-2 are the distances at the indirect neighboring points.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: EUROCOPTER DEUTSCHLAND GMBH, 86609 DONAUWOERTH, DE |
|
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: GPI & ASSOCIES, FR Representative=s name: , |
|
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
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Effective date: 20150101 |