[發明專利]用于去除座艙屏蔽的方法和相關的頭盔顯示系統

無效

• 申請號: 201110433427.7
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN102566050A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: J-M·弗朗索瓦;M·格羅瑟泰特;L·拉呂克
• 申請（專利權）人: 泰勒斯公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G06K9/00
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

技術領域

本發明涉及用于飛機座艙中的包括低亮度顯示設備的頭盔顯示器的領域。本發明特別應用于用于夜間任務中的直升機。

背景技術

圖1中顯示了處于功能性條件中的這種類型的系統，其佩戴在直升機座艙中的飛行員的頭上。圖1是平面圖。該系統大致包括座艙的邊界L、環狀的座艙立柱M、飛行員的頭部P及其顯示頭盔C。頭部P具有表示眼睛位置的兩個圓Y。頭盔的外殼包括兩個傳感器C_BNL(BNL表示“低亮度”)，從而能夠產生外部景觀的增強圖像(intensified?image)。從圖1可以看出，這些傳感器位于頭盔的每一側上。每個傳感器具有相連的頭盔顯示器HMD。兩個頭盔顯示器將兩個圖像賦予增強圖像的無限遠處。通常通過頭盔的護目鏡(visor)來處理準直。這兩個準直的圖像被飛行員的眼睛感知。這兩個圖像具有統一的放大，從而最佳地覆蓋在外部景觀上。

從圖1可以看出，座艙的立柱M是環形的，并且不可避免地位于兩個傳感器C_BNL的場θ_CBNL內。在圖1中通過虛線顯示這些場。考慮到BNL傳感器的敏感度規格，立柱M在每個圖像中引入黑的或很暗的視覺屏蔽，顯然，該視覺屏蔽在頭盔顯示器中被重建。因此，從顯示通過頭盔顯示器被飛行員的右眼和左眼分別感知的外部景觀的視圖的圖2可以看出，飛行員的視場中有被立柱的屏蔽破壞的部分。

在飛行員的引航過程中，特別是在特別的飛行階段，這種屏蔽效果妨礙飛行員。由于經常出現很暗的立柱外觀，因此這種效果總是較強。根據座艙，通過從設計上修改用于捕捉夜間圖像的BNL傳感器的放置，可以最小化甚至解決這個問題。該方案涉及明顯的設計約束，還包含設計適于特定佩戴者的專用頭盔。還可以將傳感器移到座艙外部。這導致改變了對環境的感知的不一致的視點。此外，這些傳感器必須受控于飛行員的頭部的位置。

目前這個問題優選地留給飛行員來負責，飛行員進行規律的頭部運動以獲得被機艙屏蔽的信息，從而大大增加了飛行員的工作負擔，損害了飛行員的可用性，這通常用術語“狀況認知”來描述。

發明內容

根據本發明的方法能夠解決這個問題。該方法基于由頭盔的左右BNL傳感器的雙目視像(binocularity)提供的信息冗余的使用。在BNL圖像中，立柱的視覺屏蔽被采用“座艙透明”型適當符號的虛擬表示所代替，對引航有用的外部景象信息被附加在該虛擬表示上。

更具體而言，本發明的主題是一種用于去除飛行員佩戴的頭盔顯示設備中的座艙屏蔽的方法，所述飛行員位于飛機座艙內，所述飛機座艙包括位于飛行員的視場內的至少一個立柱，所述顯示設備包括：

能夠在低亮度下操作并提供第一增強圖像和第二增強圖像的圖像傳感器的第一雙目組件，所述增強圖像的每一個包括覆蓋在外部景觀的圖像上的所述立柱的圖像；

第二雙目頭盔顯示器組件，所述第二雙目頭盔顯示器組件被設置為向飛行員呈現所述第一增強圖像和所述第二增強圖像；

圖像處理圖形計算機；

其特征在于，所述用于去除座艙屏蔽的方法由所述圖形計算機執行，所述方法包括以下步驟：

步驟1：生成所述第一增強圖像和所述第二增強圖像之間存在的差異(disparity)的繪圖，通過其來識別構成屏蔽的立柱的元件；

步驟2：通過提取兩個增強圖像的每一個中的輪廓精細修剪構成屏蔽的立柱的元件；

步驟3：去除第一圖像中的所述元件以及用在第二圖像中發現的外部景觀的相應部分進行替換，去除第二圖像中的所述元件以及用在第一圖像中發現的外部景觀的相應部分進行替換；

步驟4：在所述第二雙目頭盔顯示器組件中呈現處理過的沒有屏蔽的第一增強圖像和處理過的沒有屏蔽的第二圖像。

有利地，由于在所述第一增強圖像和所述第二增強圖像中都沒有被屏蔽的外部景觀部分是冗余的，因此在步驟4中所述部分用考慮該冗余的增強分辨率(enhanced?resolution)來呈現。

有利地，當頭盔包括用于檢測飛行員的頭部姿態的設備時，步驟1之前包括步驟0，在步驟0中，預先確定立柱的元件在所述第一增強圖像和所述第二增強圖像中的大致位置。

有利地，立柱的元件配備有無源或有源光學標記，在步驟1中能夠通過所述圖形計算機來識別該光學標記。

有利地，每個圖像由像素構成，在步驟3中，通過每個圖像的相應像素的雙線性插值來執行通過增強圖像中的外部景觀的相應部分對屏蔽的元件進行的替換。

有利地，在步驟3之前還包括步驟2a，在步驟2a中，所述圖形計算機在鄰近所述立柱的元件的區域中搜索興趣點或興趣區域。