Реализуемое на основе камеры отслеживание роёв или стай по углу для предотвращения столкновения

1. Система для предупреждения пилота о риске столкновения во время полета летательного аппарата, содержащая:
систему со съемочной камерой, имеющую точку обзора и поле обзора, которое включает в себя объем пространства впереди летательного аппарата, находящегося в полете, при этом система со съемочной камерой выполнена с возможностью захвата кадров пиксельных данных, представляющих последовательные изображения объектов в упомянутом объеме пространства, в ответ на активацию режима получения изображения;
систему оповещения в кабине экипажа летательного аппарата, выполненную с возможностью выработки оповещения; и
компьютерную систему, выполненную с возможностью выполнения операций, включающих:
(a) обработку упомянутых кадров для определения, указывают ли пиксельные данные на наличие роя или стаи летающих объектов в упомянутом объеме пространства или не указывают на это;
(b) определение текущей угловой скорости и текущего углового положения роя или стаи на основании пиксельных данных в случае, если при выполнении операции (а) обработки определено наличие роя или стаи;
(c) получение экстраполяцией будущего углового положения роя или стаи на основании текущей угловой скорости и текущего углового положения роя или стаи;
(d) определение, находится ли будущее угловое положение роя или стаи в пределах угловой области столкновения или не находится там; и
(e) запуск системы оповещения для выдачи оповещения после определения при выполнении операции (d) того, что будущее угловое положение роя или стаи находится в пределах угловой области столкновения.
2. Система по п. 1, в которой компьютерная система дополнительно выполнена с возможностью определения, превышает ли будущее время пересечения роя или стаи и летательного аппарата минимальное время для предотвращения столкновения, и в которой операция (е) включает запуск системы оповещения, если будущее угловое положение роя или стаи находится в пределах угловой области столкновения, и если будущее время пересечения превышает минимальное время для предотвращения столкновения.
3. Система по п. 1, в которой компьютерная система содержит:
модуль отслеживания роя или стаи по углу, выполненный с возможностью выполнения операций (а) и (b), и
модуль активации оповещения, выполненный с возможностью выполнения операций с (с) по (е).
4. Система по п. 3, в которой операция (а) включает генерирование сетки для каждого кадра пиксельных данных с получением массива подмассивов, при этом размер каждого подмассива равен заданному угловому размеру роя или стаи.
5. Система по п. 4, в которой операция (а) дополнительно включает обнаружение того, что множество значений пикселей в подмассиве последовательности кадров изменяются с течением времени таким образом, что это указывает на движение роя или стаи.
6. Система по п. 4, в которой операция (а) дополнительно включает для каждого подмассива:
извлечение значений пикселей из последовательности кадров, с тем чтобы сформировать окно роя или стаи;
выбор последовательности угловых скоростей в пикселях;
вычисление показателя обнаружения роя или стаи для каждой выбранной угловой скорости в пикселе;
сравнение каждого показателя обнаружения роя или стаи с заданным пороговым значением, которое дает необходимую частоту ложных тревог; и
выдачу сигнала, указывающего на обнаружение роя или стаи, в модуль активации оповещения для каждого обнаруженного роя или каждой обнаруженной стаи, причем выданный сигнал включает в себя первые цифровые данные, представляющие угловое положение подмассива, содержащего пиксели, представляющие обнаруженный рой или обнаруженную стаю, и вторые цифровые данные, представляющие угловую скорость пикселей, представляющих обнаруженный рой или обнаруженную стаю.
7. Система по п. 6, в которой показатель обнаружения роя или стаи представляет собой меру степени, до которой множество значений пикселей в подмассиве последовательности кадров изменяются с течением времени таким образом, что это указывает на движение роя или стаи.
8. Система по п. 6, в которой обеспечена возможность вычисления показателя обнаружения роя или стаи для каждого подмассива по окну роя или стаи с множеством моментов времени кадров для выбранной угловой скорости пикселей.
9. Система по п. 8, в которой обеспечена возможность рекурсивного вычисления показателя обнаружения роя или стаи для каждого подмассива с течением времени с использованием в качестве входных данных множества значений пикселей и экстраполированных значений пикселей, полученных из указанного множества значений пикселей.
10. Способ предупреждения пилота о риске столкновения во время полета летательного аппарата, включающий:
(a) захват кадров пиксельных данных, представляющих последовательные изображения объектов в объеме пространства, с использованием по меньшей мере одной камеры;
(b) обработку упомянутых кадров в компьютерной системе для определения, указывают ли пиксельные данные на наличие роя или стаи летающих объектов в упомянутом объеме пространства или не указывают на это;
(c) определение текущей угловой скорости и текущего углового положения роя или стаи на основании пиксельных данных в случае, если на этапе (b) определено наличие роя или стаи;
(d) получение экстраполяцией будущего углового положения роя или стаи на основании текущей угловой скорости и текущего углового положения роя или стаи;
(e) определение, находится ли будущее угловое положение роя или стаи в пределах угловой области столкновения или не находится там; и
(f) выдачу оповещения после определения на этапе (е) того, что будущее угловое положение роя или стаи находится в пределах угловой области столкновения.
11. Способ по п. 10, дополнительно включающий определение, превышает ли будущее время пересечения роя или стаи и летательного аппарата минимальное время для предотвращения столкновения, причем этап (f) включает выдачу оповещения, если будущее угловое положение роя или стаи находится в пределах угловой области столкновения, и если будущее время пересечения превышает минимальное время для предотвращения столкновения.
12. Способ по п. 10, согласно которому компьютерная система содержит:
модуль отслеживания роя или стаи по углу, который выполняет операции (а) и (b), и
модуль активации оповещения, который выполняет операции с (с) по (е).
13. Способ по п. 12, согласно которому этап (b) включает генерирование сетки для каждого кадра пиксельных данных с получением массива подмассивов, при этом размер каждого подмассива равен заданному угловому размеру роя или стаи.
14. Способ по п. 13, согласно которому этап (b) дополнительно включает обнаружение того, что множество значений пикселей в подмассиве последовательности кадров изменяются с течением времени таким образом, что это указывает на движение роя или стаи.
15. Способ по п. 13, согласно которому этап (b) дополнительно включает для каждого подмассива:
извлечение значений пикселей из последовательности кадров, с тем чтобы сформировать окно роя или стаи;
выбор последовательности угловых скоростей в пикселях;
вычисление показателя обнаружения роя или стаи для каждой выбранной угловой скорости в пикселе;
сравнение каждого показателя обнаружения роя или стаи с заданным пороговым значением, которое дает необходимую частоту ложных тревог; и
выдачу сигнала, указывающего на обнаружение роя или стаи, в модуль активации оповещения для каждого обнаруженного роя или каждой обнаруженной стаи, причем выданный сигнал включает в себя первые цифровые данные, представляющие угловое положение подмассива, содержащего пиксели, представляющие обнаруженный рой или обнаруженную стаю, и вторые цифровые данные, представляющие угловую скорость пикселей, представляющих обнаруженный рой или обнаруженную стаю.
16. Способ по п. 15, согласно которому показатель обнаружения роя или стаи для каждого подмассива вычисляют по окну роя или стаи с множеством моментов времени кадров для выбранной угловой скорости пикселей.
17. Способ по п. 16, согласно которому показатель обнаружения роя или стаи для каждого подмассива вычисляют рекурсивно с течением времени с использованием в качестве входных данных множества значений пикселей и экстраполированных значений пикселей, полученных из указанного множества значений пикселей.
18. Летательный аппарат, содержащий:
камеру, направленную в направлении вперед вдоль осевой линии летательного аппарата и имеющую поле обзора, которое включает в себя объем пространства, находящийся впереди летательного аппарата во время полета, при этом камера выполнена с возможностью захвата кадров пиксельных данных, представляющих последовательные изображения объектов в упомянутом объеме пространства, в ответ на активацию режима получения изображения;
кабину экипажа летательного аппарата, содержащую систему оповещения, выполненную с возможностью выработки оповещения; и
компьютерную систему, выполненную с возможностью выполнения операций, включающих:
(a) обработку кадров, принятых от камеры для определения, указывают ли пиксельные данные на наличие роя или стаи летающих объектов в упомянутом объеме пространства или не указывают на это;
(b) определение текущей угловой скорости и текущего углового положения роя или стаи на основании пиксельных данных в случае, если при выполнении операции (а) обработки определено наличие роя или стаи;
(c) получение экстраполяцией будущего углового положения роя или стаи на основании текущей угловой скорости и текущего углового положения роя или стаи;
(d) определение, находится ли будущее угловое положение роя или стаи в пределах угловой области столкновения или не находится там; и
(e) запуск системы оповещения для выдачи оповещения после определения при выполнении операции (d) того, что будущее угловое положение роя или стаи находится в пределах угловой области столкновения.
19. Летательный аппарат по п. 18, в котором компьютерная система дополнительно выполнена с возможностью определения, превышает ли будущее время пересечения роя или стаи и летательного аппарата минимальное время для предотвращения столкновения, и в которой операция (е) включает запуск системы оповещения, если будущее угловое положение роя или стаи находится в пределах угловой области столкновения, и если будущее время пересечения превышает минимальное время для предотвращения столкновения.
20. Летательный аппарат по п. 18, в котором операция (а) включает:
генерирование сетки для каждого кадра пиксельных данных с получением массива подмассивов, при этом размер каждого подмассива равен заданному угловому размеру роя или стаи; и
обнаружение того, что множество значений пикселей в подмассиве последовательности кадров изменяется с течением времени таким образом, что это указывает на движение роя или стаи.