УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЕМ ВИДЕОИНФОРМАЦИИ И ПРЕДСТАВЛЕНИЕМ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ИНДИКАЦИИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
DEVICE FOR CONTROLLING VIDEO DATA AND PRESENTATION OF ELECTRONIC SYSTEM FOR INDICATING OF AIRCRAFT

Изобретение относится к области авиационной техники и может быть применена на летательных аппаратах (ЛА), на которых в составе пилотажно-навигационного комплекса установлено «Устройство формирования видеоинформации для системы электронной индикации летательного аппарата».
За прототип взят патент на полезную модель №124965 от 04.07.12 г. «Устройство формирования видеоинформации для системы электронной индикации летательного аппарата», предназначенного для формирования видеоинформации (датчик видеоинформации) положения колес стоек шасси самолета, момента касания колесами задних стоек поверхности ВПП и передачи реальной информации на комплексные пилотажные индикаторы самолета.
Функционально «Устройство формирования видеоинформации для системы электронной индикации летательного аппарата» состоит из следующих блоков:
- датчик видеоинформации (устройство крепления и телевизионная видеокамера),
- блоки вычисления и формирования индикации БВФ-1-2,
- пульты системы индикации ПУ СЭИ-2-1,
- блоки электронных индикаторов ИМ-8.
Недостатком прототипа является ограниченный объем видеоинформации, создаваемой устройством формирования видеоинформации для системы электронной индикации летательного аппарата на комплексные пилотажные индикаторы., что влечет за собой повышенную психологическую напряженность, вероятность ошибочных действий, влияющих на безопасность выполнения режимов «ДВИЖЕНИЕ ПО АЭРОДРОМУ», «ВЗЛЕТ» и «ПОСАДКА», а также возможности оценки состояния механизации, как крыла и шасси, работу реверса двигателей и оценки положения ЛА по отношению к оси ВПП аэродрома, повышения экономии ресурсов оборудования и топлива в диапазоне решаемых задач режима из-за отсутствия возможности управления, как масштабированием видеоинформации, так и углом линии визирования камеры, режимами регистрации и контроля как видеоинформации, так и фрагментов изображения.
Целью данного изобретения является устранение описанных выше недостатков устройства при формировании видеоинформации и представлении для системы электронной индикации летательного аппарата на комплексные пилотажные индикаторы и универсальные дисплейные модули.
Поставленная цель достигается тем, что за счет введения управления положением линии визирования датчика ДВИ относительно строительной оси ЛА, масштабированием его угла поля зрения, режимами регистрации и контроля к устройству формирования видеоинформации для системы электронной индикации летательного аппарата, содержащего датчик ДВИ (устройство крепления и телевизионная видеокамера), блоки вычисления и формирования индикации БВФ-1-2, пульты системы индикации ПУ СЭИ-2-1, блоки электронных индикаторов ИМ-8, дополнительно введен универсальный монитор с устройством крепления на рабочем месте пилота, блок формирования и вывода на универсальный сенсорный дисплей меню с виртуальными клавишами управления: формированием видеоинформации в режимах "ON LINE", "СТОП", "Регистрация", "Изменение линии визирования", "Изменение угла обзора", формируемой устройством видеоинформацией в режиме "Контроль"; выводом информации на индикаторы системы СЭИ-85 - режим "МФИ"; режимами "Автономного и Взаимного управления", блок, реализующий управление приводом линией визирования устройства формирования видеоинформации, блок, реализующий управление углом обзора устройства формирования видеоинформации, блок, реализующий управление выводом видеоинформации режима регистрации на индикаторы как видеоинформации в режиме "ON LINE", так и статических фрагментов видеоинформации режима "СТОП".
Блок-схема устройства представлена на Фиг. 1.
1, 2 - датчик ДВИ (устройства крепления и телевизионные видеокамеры (ТВ)),
3, 4 - блоки вычисления и формирования индикации БВФ-1-2,
5, 6 - пульты системы индикации ПУ СЭИ-2-1,
7, 8 - блоки электронных индикаторов ИМ-8,
9 - блок, реализующий управление приводом линией визирования устройства формирования видеоинформации,
10 - блок, реализующий управление углом обзора устройства формирования видеоинформации,
11 - блок формирования и вывода на универсальный сенсорный дисплей меню с виртуальными клавишами управления устройствами формирования видеоинформации и формируемой устройством видеоинформацией,
12 - универсальный сенсорный монитор с устройством крепления на рабочем месте пилота,
13 - блок, реализующий управление выводом видеоинформации режима регистрации на индикаторы, так и статических фрагментов.
14 - блок, реализующий управление режимами регистрации и контроля видеоинформации, статических фрагментов при управлении с универсального сенсорного монитора.
Монитор 12 устройством крепления устанавливается на боковой стойке управления работой систем оборудования ЛА у кресел рабочих мест пилотов, при этом монитор электрически соединен с блоком формирования и вывода на универсальный сенсорный дисплей меню с виртуальными клавишами управления устройствами формирования видеоинформации и формируемой устройством видеоинформацией 11, выход монитора 12 соединен со вторым входом (2) блока 11, а вход соединен с третьим выходом (3) блока 11, датчик ДВИ электрически соединен вторым входом (2) с выходом блока управления углом обзора устройства формирования видеоинформации 10, вход которого соединен со вторым выходом (2) блока 11, первый выход (1) которого соединен с входом блока управления приводом линией визирования устройства формирования видеоинформации 9, выход которого соединен с третьим входом (3) датчика ДВИ, выход которого соединен с первым входом (1) блока 11, четвертый выход которого (4) соединен с первым входом (1) блока управления выводом видеоинформации режима регистрации на индикаторы как видеоинформации, так и статических фрагментов 13, первый выход (1) которого соединен со вторым входом (2) блока вычисления и формирования индикации БВФ-1 3, а второй выход (2) соединен со вторым входом (2) блока вычисления и формирования индикации БВФ-2 4, при этом второй вход (2) блока 13 соединен со вторым выходом (2) блока управления режимами регистрации и контроля видеоинформации, как видеоинформации, так и статических фрагментов 14, первый выход (1) которого соединен с третьим входом (3) блока 11 выход (5) которого, соединен с первым входом (1) блока 14, при этом второй вход (2) блока 14 соединен со вторым выходом (2) блока вычисления и формирования индикации БВФ-1 3, а третий вход (3) блока 14 соединен со вторым выходом (2) блока вычисления и формирования индикации БВФ-2 4.
Предлагаемое устройство обеспечивает экипажу управление видеоинформацией, формируемой видеокамерой датчика ДВИ с помощью формата управления (далее формата) на дисплее сенсорного монитора рабочего места пилота, где информация на виртуальных клавишах позволяют экипажу управлять предлагаемым устройством в соответствии с режимами управления.
Таким образом, экипажу представляется возможность понизить психологическую напряженность и вероятность ошибочных действий, влияющих на безопасность выполнения режимов «ДВИЖЕНИЕ ПО АЭРОДРОМУ», «ВЗЛЕТ» и «ПОСАДКА», повысить возможности оценки состояния механизации, как крыла и шасси, работу реверса двигателей и оценки положения ЛА по отношению к оси ВПП аэродрома в перечисленных выше режимах, повышения экономии ресурсов оборудования и топлива в диапазоне решаемых задач режима.
Работа с устройством начинается с формата - режим "СТОП", представленного на Фиг.2.
Формат - это диалоговое окно с меню из виртуальных клавиш, расположенных на интерактивных графических панелях дисплея монитора.
Вывод формируемой видеоинформации осуществляется в виде видеоизображения (видео файл, фрагмент - рисунок) на дисплее монитора форматом, размер которого определяется площадью информационного поля дисплея, оставшегося от интерактивных графических панелей "А" и "В" с форматами управления в площади дисплея монитора.
Управление формированием и выводом видеоинформации осуществляется реакцией сенсорного монитора на касание, нажатие пальцем персонала ЛА соответствующей виртуальной клавиши формата, как изменение цвета состояния клавиш дисплея монитора, изменения видеоинформации дисплея, так и в информационном поле кабины пилотов (электронные индикаторы).
Меню панели "А" и виртуальные клавиши панели "С" и "D" служат для управления режимами устройства с видеоинформацией, формируемой как датчиком (Изменение масштаба видеоинформации и изменение угла линии визирования), так и зарегистрированной в режиме "Контроль" (Изменение масштаба видеоинформации и положения в дисплее монитора) в информационном поле дисплея.
Виртуальные клавиши панели "В" служат для управления режимами устройства в составе бортового оборудования ЛА в режимах: "ON LINE", "СТОП", "Регистрация", "Контроль", "МФИ", "Автономного или Совмещенного".
Состав меню панели "А" и вид виртуальных клавиш панелей "В","С" и "D" представлены на Фиг.2, при этом номера указываются на левой панели клавиш с ответствующим названием. а состояние клавиш определяет цвет как панелей обрамления клавиш, так и самой клавиши.
Меню с названием «М: Объектив» панели "А" активизируется клавишей №6 панели "С", при этом происходит изменение цвета меню на цвет, характеризующий - меню активно.
В меню с названием «М: Объектив» панели "А" представлено управление масштабированием формируемой видеоинформации как на увеличение, так и на уменьшение. С помощью касания виртуальной клавиши с рисунком стрелки направлением «Вверх», а затем нажатием выдается команда на увеличение масштаба формируемой видеоинформации. При этом обеспечивается визуальный контроль:
- Изменения цвета на клавише - реакция на состояние клавиши (активна, нажата, отжата);
- Изменения цвета в рисунке квадрата - отображается масштаб (увеличенный или исходный);
- Формирование требуемого масштаба видеоинформации контролируется на формате дисплея и в режиме «МФИ» на индикаторах ИМ-8.
С помощью касания виртуальной клавиши с рисунком стрелки направлением «Вниз», а затем нажатием выдается команда на уменьшение масштаба формируемой видеоинформации. При этом обеспечивается визуальный контроль:
- Изменения цвета на клавише - реакция на состояние клавиши (активна, нажата, отжата);
- Изменение цвета в рисунке квадрата - отображается масштаб (уменьшенный или исходный);
- Формирование требуемого масштаба видеоинформации контролируется на формате дисплея и в режиме «МФИ» на индикаторах ИМ-8.
Последовательность действий управления масштабированием формируемой видеоинформации - режим "СТОП" представлена на Фиг.3, 4.
Меню с названием «Угол линии визир.» панели "А" активизируется клавишей №7 панели "С" при этом происходит изменение цвета меню на цвет, характеризующий - меню активно.
В меню с названием «Угол линии визир.» панели "А" представлено управление углом линии визирования формируемой видеоинформации. С помощью касания виртуальной клавиши с рисунком клавиши «Влево», «Вправо» по горизонту или «Вверх», «Вниз» по вертикали, а затем нажатием выдается команда на перемещение оси объектива датчика в зависимости от требуемого угла зрения формируемой видеоинформации. При этом обеспечивается визуальный контроль:
- Изменения цвета на клавише - реакция на состояние клавиши (активна, нажата, отжата);
- Статическое положение оси отображается состоянием цвета на клавишах при отжатом положении.
- Формирование требуемого масштаба видеоинформации контролируется на формате дисплея и в режиме «МФИ» на индикаторах ИМ-8.
Последовательность действий управления углом линии визирования формируемой видеоинформации - режим "СТОП", представлена на Фиг.5, 6.
Режим регистрации обеспечивает запись требуемой видеоинформации в процессе выполнения полетного задания. Для этого в панели "В" с помощью курсора мыши определяется виртуальная клавиша №0 панели "Регистрация" и выдается команда «Левой кнопкой мыши» на регистрацию фрагмента в блоки вычисления и формирования индикации БВФ-1-2 со значением № в информационном табло "STOP" (Ручной режим управления). При этом табло несет дополнительную информацию о номере борта ЛА, дате и времени регистрации, а также информацию о виде режима команды на регистрацию (Аварийный - авар. Автоматический - авто. Ручной - ручн.).
Аварийное, автоматическое включение формируется в блоках вычисления и формирования индикации БВФ-1-2 и транслируется в устройство одновременно с управлением работой системы СЭИ-85 в составе оборудования ЛА.
В процессе регистрации происходит запись видеоизображения с экрана формата в блоки 3, 4 - блоки вычисления и формирования индикации БВФ-1-2 с наименованием № зарегистрированного в информационном табло "STOP" и расширением (01.bmp) и т.д.
Режим регистрации формируемого видеоизображения - фрагмента с измененным масштабом видеоинформации датчика ДВИ представлен на Фиг.7.
Режим регистрации формируемого видеоизображения-фрагмента с измененным углом линии визирования датчика ДВИ представлен на Фиг.8.
Выключение режима осуществляемого виртуальной клавишей №0 "панели "В" с помощью повторного нажатия «Левой кнопкой мыши» представлено на Фиг.9.
Просмотр зарегистрированного видеоматериала в виде (видеоизображение - фрагмент) осуществляется в режиме "Контроль". В меню панели "В" с помощью курсора мыши определяется виртуальная клавиша №3 панели "Контроль" и выдается команда «Левой кнопкой мыши» на перевод устройства в одноименный режим, при этом в меню панели "А" деактивируется панель "С", активируется панель "D", а в левой части панели "А" активируется меню "STOP" с перечнем, зарегистрированных фрагментов видеоинформации.
Исходное состояние режима представлено на Фиг.10.
Выбор интересующего материала осуществляется выбором курсором мыши соответствующей строки со значением №в информационном табло "STOP", а нажатием левой клавиши мыши осуществляется вывод фрагмента в информационное поле дисплея.
При необходимости управления масштабом фрагмента активируется меню с названием «М: Фрагмент.» панели "А" клавишей №8 панели "С", при этом происходит изменение цвета меню на цвет, характеризующий - меню активно.
Процесс изменения масштаба фрагмента аналогичен процессу управления масштабированием с помощью клавиш меню с названием «М: Объектив» панели "А" (см. Стр.4).
Состояние режима представлено на Фиг.11.
При необходимости управления положением фрагмента на информационном поле дисплея активируется меню с названием «Скролл: Фрагм.» панели "А" клавишей №9 панели "С", при этом происходит изменение цвета меню на цвет, характеризующий - меню активно.
Процесс изменения положения фрагмента аналогичен процессу управления углом линии визирования с помощью клавиш меню с названием «Угол линии визир.» панели "А". (см. Стр.4).
Состояние режима представлено на Фиг.12.
Перевод устройства в другие режимы работы осуществляется клавишами панели "В". Для перевода в режим "СТОП" в меню панели "В" с помощью курсора мыши определяется виртуальная клавиша №2 "СТОП" и выдается команда «Левой кнопкой мыши» на перевод устройства в одноименный режим, при этом происходит изменение цвета меню на цвет, характеризующий - меню активно.
Состояние режима представлено на Фиг.13.
Для перевода в режим "ON LINE" в меню панели "В" с помощью курсора мыши определяется виртуальная клавиша №1 "ON LINE" и выдается команда «Левой кнопкой мыши» на перевод устройства в одноименный режим. В процессе перевода происходит обнуление управляющих сигналов положением объектива и установка объектива в исходное состояние, при этом происходит изменение цвета меню на цвет, характеризующий - меню активно.
Состояние режима представлено на Фиг.14.
Работа устройства в режиме "ON LINE" обеспечивает предоставление экипажу формируемой датчиком ДВИ видеоинформации в режиме реального времени, при этом предоставляется возможность управления устройством аналогично режима "СТОП" (Масштабирование, изменение угла линии визирования, процесса регистрации и контроля).
Результат последовательности действий экипажа при включении управления масштабированием формируемой видеоинформации - режим " ON LINE" представлен на Фиг.15.
Результат последовательности действий экипажа при управлении изменением угла линии визирования формируемой видеоинформации - режим "ON LINE" представлен на Фиг.16.
Результат последовательности действий экипажа при включении режима "Регистрация" формируемой видеоинформации - режим "ON LINE" аналогичен действиям экипажа в режиме "СТОП". Отличие запись и контроль от результатов режима "СТОП" в названии информационного табло "ON LINE" и расположении, результат представлен на Фиг.17.
Выключение режима "Регистрация", осуществляемое виртуальной клавишей №0 "панели "В" с помощью повторного нажатия «Левой кнопкой мыши» представлен на Фиг.18.
На Фиг.19, 20 представлены результаты последовательности действий экипажа при включении режима контроль "Контроль" зарегистрированной видеоинформации в режиме "ON LINE":
- На Фиг.19 представлено включение режима "Контроль", осуществляемое виртуальной клавишей №3 "панели "В" с помощью нажатия «Левой кнопкой мыши», а также выбор управления клавишей №6 меню панели "С" с надписью
"Камера" масштабированием выбранной видеоинформацией (видеофайла) в активном информационном табло. Контроль в информационном поле дисплея.
- На Фиг.20 представлено включение режима "Контроль", осуществляемое виртуальной клавишей №3 "панели "В" с помощью нажатия «Левой кнопкой мыши», а также выбор управления положением видеокадров выбранной видеоинформацией (видеофайла) в активном информационном табло клавишей №7 "панели "С". Контроль в информационном поле дисплея.
Кроме указанных выше возможностей устройство представляет экипажу дополнительные виртуальные клавиши (№4 - "МФИ") и (№5 - "АВТОНОМ.упр"/ "СОВМЕЩ.упр") панели "В" для расширения, как вывода информации на электронные индикаторы ИМ-8. так и обеспечения взаимного управления работой устройства с рабочих мест, при этом обе клавиши активны.
Вывод информации на индикаторы и снятие осуществляется с помощью нажатия «Левой кнопкой мыши» клавиши (№4 - "МФИ"), при этом первое нажатие выводит информацию, а повторное снимает, при этом происходит изменения цвета на клавише, характеризует конкретное состояние управления (отключено, подключено). Контроль в информационном поле дисплея и экранов индикаторов ИМ-8.
На Фиг.21 представлено включении вывода информации на электронные индикаторы ИМ-8, осуществляемое виртуальной клавиши (№4 - "МФИ") панели "В".
Перевод и снятие обеспечения взаимного управления работой устройства с рабочих мест осуществляется с помощью нажатия «Левой кнопкой мыши» (№5 - "АВТОНОМ.упр"/ "СОВМЕЩ.упр"), при этом первое нажатие переводит в режим совмещенного управления, а повторное в режим автономного управления.
На Фиг.22 представлен перевод в режим взаимного управления.
Промышленная применимость
С использованием материалов изобретения было проведено моделирование работы устройства и исследования на стендовой базе института, которые показали, что предлагаемое техническое решение позволяет:
- Обеспечить управление формированием и выводом видеоинформации, создаваемой устройством формирования видеоинформации, как на универсальные мониторы так и на комплексные пилотажные индикаторы КПИ,
- Обеспечить снижение психологической напряженности за счет получения более конкретной информации состояния механизации, как крыла и шасси, работу реверса двигателей и оценки положения ЛА по отношению к оси ВПП аэродрома, повышения экономии ресурсов оборудования и топлива в диапазоне решаемых задач режимов,
в конечном итоге позволяет уменьшить вероятности ошибочных действий, т.е. повысить безопасность выполнения режима, экономию ресурсов оборудования и топлива в диапазоне решаемых задач выполнения режимов «ДВИЖЕНИЕ ПО АЭРОДРОМУ», «ВЗЛЕТ» и «ПОСАДКА».
В настоящее время в предлагаемом устройстве заинтересованы специалисты ВВС РФ, КБ разработчики ЛА с целью возможности установки его на ЛА с электронной системой индикации как в процессе модернизации, так и на вновь проектируемые ЛА.