Método de alineamiento de un dispositivo de presentación visual integrado en un casco.

Método de alineamiento de un dispositivo de presentación visual integrado en casco

(12) integrado en un casco (13) que lleva puesto un usuario, comprendiendo el método las etapas de:

alinear un primer (23) símbolo de guía de dispositivo de presentación visual integrado en casco, generado en un dispositivo de presentación visual (20), con una dirección de referencia (16);

seleccionar el alineamiento del primer símbolo de guía de dispositivo de presentación visual integrado en casco (23) con la dirección de referencia (16);

alinear un primer (26) símbolo de guía estabilizado generado en un dispositivo de presentación visual (20) con una dirección de referencia (16), siendo estabilizado el primer símbolo de guía estabilizado (26) para reducir el movimiento del símbolo de guía estabilizado (26) con respecto a la dirección de referencia (16) en respuesta a los movimientos de la cabeza del usuario;

seleccionar el alineamiento del primer símbolo de guía estabilizado (26) con la dirección de referencia (16), alinear un segundo (24) símbolo de guía de dispositivo de presentación visual integrado en casco generado en un dispositivo de presentación visual (20) con la dirección de referencia (16), estando dicho segundo símbolo de guía de dispositivo de presentación visual integrado en casco separado de dicho primer símbolo de guía de dispositivo de presentación visual integrado en casco (23),

seleccionar el alineamiento del segundo símbolo de guía de dispositivo de presentación visual integrado en casco (24) con la dirección de referencia (16);

alinear un segundo (28) símbolo de guía estabilizado generado en el dispositivo de presentación visual (20) con una dirección de referencia (16), siendo estabilizado el segundo símbolo de guía estabilizado (28) para reducir el movimiento del símbolo de guía estabilizado (28) con respecto a la dirección de referencia (16) en respuesta a los movimientos de la cabeza del usuario;

seleccionar el alineamiento del segundo símbolo de guía de dispositivo de presentación visual estabilizado (28) con la dirección de referencia (16), y

determinar una posición y una orientación correspondientes entre el casco (13) y el dispositivo de presentación visual (12) integrado en el casco de acuerdo con las posiciones y orientaciones del casco en dichas alineaciones.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2010/052138.

Solicitante: BAE SYSTEMS PLC.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: 6 CARLTON GARDENS LONDON SW1Y 5AD REINO UNIDO.

Inventor/es: WILLIAMS, JOHN, RICHARD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > OPTICA > ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene... > Otros sistemas ópticos; Otros aparatos ópticos... > G02B27/01 (Dispositivos de visualización de "cabeza alta")
  • SECCION G — FISICA > COMPUTO; CALCULO; CONTEO > TRATAMIENTO DE DATOS DIGITALES ELECTRICOS (computadores... > Disposiciones de entrada para la transferencia de... > G06F3/01 (Disposiciones de entrada o disposiciones combinadas de entrada y salida para la interacción entre el usuario y el computador (G06F 3/16 tiene prioridad))

PDF original: ES-2538776_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método de alineamiento de un dispositivo de presentación visual integrado en un casco

La presente invención se refiere a un método para alinear un dispositivo de presentación visual integrado en un casco. La presente invención se refiere además a un sistema de visualización que se puede integrar en un casco.

Un gran número de sistemas de visualización integrados en un casco (HMD) para su uso en aeronaves incorporan un sistema de seguimiento de casco (HTS) que controla la orientación del casco dentro de la aeronave. Esto mejora las capacidades del HMD de los siguientes modos:

- Se pueden estabilizar símbolos HMD con respecto al movimiento de la cabeza de modo que se superponen puntos específicos que se refieren a la aeronave o que se refieren al suelo.

- Se puede utilizar simbología HMD para señalar a un usuario una dirección de visión, en particular referente a la aeronave o referente al suelo.

- Se pueden utilizar símbolos HMD fijos para designar puntos exteriores o para dirigir los sensores de la aeronave usando el movimiento de la cabeza.

Para realizar estas capacidades, es necesario conocer el alineamiento del HMD dentro de la estructura del casco de referencia según lo informado por el HTS, de modo que los símbolos del dispositivo de presentación visual se pueden colocar con precisión en el dispositivo de presentación visual. Sin embargo, un problema con algunos tipos de HMD es que el alineamiento del HMD con el casco no se puede determinar antes del uso e incluso puede cambiar durante el uso. Por ejemplo, en algunos sistemas el dispositivo de presentación visual se inserta en el campo de visión de unas gafas de visión nocturna (NVG). El montaje de gafas de visión nocturna NVG es normalmente un montaje en el que las gafas de visión nocturna pueden ser colocadas en diferentes ángulos en relación al casco y pueden ser recolocadas de vez en cuando por un solo usuario, dando esto lugar a cambios impredecibles en el alineamiento del HMD. Además de gafas de visión nocturna (NVG), hay otros tipos de HMD que se sujetan firmemente al casco y/o que permiten al usuario ajustar su alineamiento físico, de nuevo dando lugar a un alineamiento impredecible con el casco.

La solución al problema de alineamiento HMD es el alineamiento o encuadre óptico. Este es un procedimiento realizado por el usuario en el que la simbología HMD se alinea con referencias fiduciales conocidas instaladas en la aeronave. La combinación de posiciones de símbolos HMD, alineamiento fiducial y orientación de casco controlado mediante HTS conocidos, se utiliza para calcular el alineamiento del HMD. Generalmente, el procedimiento de alineamiento o encuadre óptico lo lleva a cabo la tripulación al inicio de una misión y se puede repetir varias veces durante una misión. Por tanto, es importante que el alineamiento o encuadre óptico sea un procedimiento rápido y fácil, que no dure más de unos pocos segundos.

Los métodos actuales de alineamiento o encuadre óptico requieren que el usuario alinee simbología HMD en tres ejes, a saber, azimut, elevación e inclinación, de forma simultánea. Esto requiere el uso de un fiducial extendido horizontal o verticalmente, tal como una cruz, para proporcionar la referencia de inclinación. En estas circunstancias, al usuario normalmente se le exige alinear un primer símbolo en la intersección de las líneas que forman la cruz y a la vez alinear un segundo símbolo en una línea particular que forma la cruz para proporcionar el alineamiento a lo largo de la coordenada de inclinación. Por lo general, la referencia es proporcionada por dos denominadas unidades reticulares en alineamiento óptico (BRU), sin embargo, si se utilizan dos BRU, éstas se deben instalar con precisión para que sean visibles por el mismo ojo al mismo tiempo. En cualquier caso, es difícil para el usuario alinear simbología HMD fija con referencia fiducial en los tres ejes simultáneamente usando el movimiento de la cabeza, especialmente en vuelo.

Una aeronave, y en particular una aeronave de ala rotativa, se somete a movimiento y vibración durante el vuelo y también antes de despegar durante el funcionamiento del motor. Tal movimiento y vibración inhibe la capacidad de un ocupante de la aeronave para mantener su cabeza lo suficientemente quieta como para hacer los pequeños movimientos de cabeza requeridos para un alineamiento eficaz. En cualquier caso es difícil, incluso sin el movimiento y la vibración de la aeronave, llevar a cabo los movimientos de cabeza precisos que se requieren.

Hemos ideado ahora un método mejorado de alineamiento de un dispositivo de presentación visual integrado en un casco.

El "método de alineamiento activo de punto único" (SPAAM).." de Tuceryan y otros describe un método de alineamiento de HMD.

El documento WO 24/113991 A2 describe un método de alineamiento de HMD que utiliza un símbolo estabilizado con respecto a un símbolo representado visualmente en el HMD.

De acuerdo con la presente invención como se ve desde un primer aspecto, se proporciona un método para alinear un dispositivo de presentación visual integrado en casco, integrado en un casco que lleva puesto un usuario, comprendiendo el método las etapas que se detallan en la reivindicación 1.

El método ofrece así ventajas con respecto a los métodos de alineamiento o encuadre óptico existentes y éstas consisten en que sólo necesita una única referencia fiducial de línea de visión y que el usuario no necesita alinear el dispositivo de presentación visual integrado en el casco a lo largo de una coordenada de inclinación.

El alineamiento de los símbolos de guía primero y segundo con la dirección de referencia lo realiza preferiblemente un usuario colocando el casco en la cabeza del usuario y moviendo la cabeza del usuario para mover el dispositivo de presentación visual.

El método permite ajustar el alineamiento de los símbolos estabilizados primero y segundo con la dirección de referencia, para alinearlos de manera más precisa con la dirección de referencia.

Preferiblemente, el ajuste se realiza utilizando un control manual, tal como una palanca de mando. Alternativamente, el ajuste lo realiza el usuario moviendo la cabeza del usuario para efectuar el movimiento del dispositivo de presentación visual.

En otra alternativa, el ajuste de uno de los símbolos estabilizados primero y segundo se realiza preferentemente utilizando un control manual y el ajuste del otro de los símbolos estabilizados primero y segundo lo realiza el usuario moviendo la cabeza del usuario para efectuar el movimiento del dispositivo de presentación visual.

El método preferiblemente comprende además el control de la sensibilidad al movimiento de los símbolos estabilizados con respecto a los movimientos de la palanca de mando y/o a los movimientos de la cabeza del usuario. El control de sensibilidad proporciona preferiblemente un movimiento proporcionado de los símbolos estabilizados con respecto a un movimiento de la palanca de mando y/o de la cabeza del usuario. Se prevé que el control de sensibilidad permitirá a un usuario alinear con precisión los símbolos estabilizados con movimientos de cabeza relativamente bruscos.

De acuerdo con la presente invención, como se ve en un segundo aspecto, se proporciona un sistema de visualización integrable en un casco, comprendiendo el sistema las características que se detallan en la reivindicación 1

Preferiblemente, el medio para indicar una dirección de referencia está dispuesto para generar un símbolo de referencia a lo largo de una línea de visión conocida. El símbolo de referencia se genera preferiblemente utilizando una unidad reticular en alineamiento o encuadre óptico. Alternativamente, o además de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método de alineamiento de un dispositivo de presentación visual integrado en casco (12) integrado en un casco (13) que lleva puesto un usuario, comprendiendo el método las etapas de:

alinear un primer (23) símbolo de guía de dispositivo de presentación visual integrado en casco, generado en un dispositivo de presentación visual (2), con una dirección de referencia (16);

seleccionar el alineamiento del primer símbolo de guía de dispositivo de presentación visual integrado en casco (23) con la dirección de referencia (16);

alinear un primer (26) símbolo de guía estabilizado generado en un dispositivo de presentación visual (2) con una dirección de referencia (16), siendo estabilizado el primer símbolo de guía estabilizado (26) para reducir el movimiento del símbolo de guía estabilizado (26) con respecto a la dirección de referencia (16) en respuesta a los movimientos de la cabeza del usuario;

seleccionar el alineamiento del primer símbolo de guía estabilizado (26) con la dirección de referencia (16),

alinear un segundo (24) símbolo de guía de dispositivo de presentación visual integrado en casco generado en un dispositivo de presentación visual (2) con la dirección de referencia (16), estando dicho segundo símbolo de guía de dispositivo de presentación visual integrado en casco separado de dicho primer símbolo de guía de dispositivo de presentación visual integrado en casco (23),

seleccionar el alineamiento del segundo símbolo de guía de dispositivo de presentación visual integrado en casco (24) con la dirección de referencia (16);

alinear un segundo (28) símbolo de guía estabilizado generado en el dispositivo de presentación visual (2) con una dirección de referencia (16), siendo estabilizado el segundo símbolo de guía estabilizado (28) para reducir el movimiento del símbolo de guía estabilizado (28) con respecto a la dirección de referencia (16) en respuesta a los movimientos de la cabeza del usuario;

seleccionar el alineamiento del segundo símbolo de guía de dispositivo de presentación visual estabilizado (28) con la dirección de referencia (16), y

determinar una posición y una orientación correspondientes entre el casco (13) y el dispositivo de presentación visual (12) integrado en el casco de acuerdo con las posiciones y orientaciones del casco en dichas alineaciones.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el movimiento del casco durante el alineamiento es seguido por un sistema de seguimiento integrado en casco, por lo que las posiciones y orientaciones del casco en las respectivas alineaciones seleccionadas se determinan, de manea que la posición y la orientación correspondientes del casco y del dispositivo de presentación visual pueden ser determinadas.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la estabilización requerida para estabilizar el primer símbolo de guía estabilizado se determina de acuerdo con el cambio de posición y de orientación del casco entre el alineamiento seleccionado del primer símbolo de guía de dispositivo de presentación visual y el primer símbolo de guía estabilizado y la estabilización requerida para estabilizar el segundo símbolo de guía estabilizado se determina de acuerdo con el cambio de posición y de orientación del casco entre el alineamiento seleccionado del segundo símbolo de guía de dispositivo de presentación visual y el segundo símbolo de guía estabilizado, y las estabilizaciones determinadas requeridas para los símbolos de guía estabilizados primero y segundo se utilizan para corregir las alineaciones seleccionadas de los símbolos de guía estabilizados primero y segundo para compensar el movimiento de la cabeza.

4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los símbolos de guía primero y segundo de dispositivo de presentación visual se fijan en posición en el dispositivo de presentación visual durante sus respectivas alineaciones, y los símbolos de guía estabilizados primero y segundo se mueven en el dispositivo de presentación visual para compensar el movimiento de la cabeza del usuario durante sus respectivas alineaciones.

5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el alineamiento de los símbolos estabilizados primero y segundo se realiza accionado un control manual.

6. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el alineamiento de los símbolos estabilizados primero y segundo se realiza mediante el movimiento de la cabeza del usuario.

7. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el alineamiento de uno de los símbolos estabilizados primero y segundo se realiza accionando un control manual y el alineamiento del otro de los símbolos estabilizados primero y segundo se realiza mediante el movimiento de la cabeza del usuario.

8. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, que comprende además el control de la sensibilidad al movimiento de los símbolos estabilizados con respecto a los movimientos del control manual y/o a los movimientos de la cabeza del usuario.

9. Método de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el control de sensibilidad proporciona un movimiento proporcionado de los símbolos estabilizados con respecto a un movimiento del control manual y/o de la cabeza del

usuario.

1. Sistema de visualización integrable en casco, comprendiendo el sistema:

un dispositivo de presentación visual integrable en casco (12) para permitir la visualización a un usuario que lleva puesto el casco (13);

un sistema de seguimiento de casco (18), (19) para el seguimiento de cambios de posición y de orientación del casco (13);

un medio para indicar una dirección de referencia (16);

un control de dispositivo de presentación visual (27) para controlar la visualización de Imágenes en el dispositivo de presentación visual (2); y

un medio de entrada (25) para recibir una entrada del usuario;

en el que el control de dispositivo de presentación visual (27) está configurado para:

generar un primer símbolo de guía de dispositivo de presentación visual Integrado en caso (23) en el dispositivo de presentación visual (2) para ser alineado por el usuario con la dirección de referencia (16), a fin de que el usuario reciba del medio de entrada (25) una entrada para seleccionar dicho alineamiento y para determinar una primera posición y orientación del casco en dicho alineamiento;

generar un primer símbolo estabilizado (26) para que sea alineado por el usuario con la dirección de referencia (16) y para reducir el movimiento del símbolo estabilizado (26) con respecto a la dirección de referencia (16) en

respuesta a los movimientos de la cabeza del usuario, a fin de que el usuario reciba del medio de entrada una

entrada para seleccionar dicho alineamiento y para determinar una segunda posición y orientación del casco en dicho alineamiento;

generar un segundo símbolo de guía de dispositivo de presentación visual integrado en casco (24) para que sea alineado por el usuario con la dirección de referencia (16), a fin de que el usuario reciba del medio de entrada (25) una entrada para seleccionar dicho alineamiento y para determinar una tercera posición y orientación del casco, estando dicho segundo símbolo de guía de dispositivo de presentación visual integrado en casco (24) separado de dicho primer símbolo de guía de dispositivo de presentación visual integrado en casco (23);

generar un segundo símbolo estabilizado (28) para que sea alineado por el usuario con la dirección de referencia (16) y para reducir el movimiento del símbolo estabilizado (28) con respecto a la dirección de referencia (16) en respuesta a los movimientos de la cabeza del usuario, a fin de que el usuario reciba del medio de entrada una

entrada para seleccionar dicho alineamiento y para determinar una cuarta posición y orientación del casco; y

determinar una posición y una orientación correspondientes entre el casco (13) y el dispositivo de presentación visual (26) integrado en el casco de acuerdo con las posiciones y orientaciones del casco en dichas alineaciones.

11. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los símbolos de guía primero y segundo de dispositivo de presentación visual se fijan en posición en el dispositivo de presentación visual durante sus respectivas alineaciones, y en el que el control de dispositivo de presentación visual está configurado para recibir el movimiento del casco y para mover los símbolos de guía estabilizados primero y segundo en el dispositivo de presentación visual a fin de compensar el movimiento de la cabeza del usuario durante sus respectivas alineaciones.

12. Sistema de acuerdo con la reivindicación 11, en el que control de dispositivo de presentación visual está configurado para determinar la estabilización requerida para estabilizar el primer símbolo de guía estabilizado de acuerdo con el cambio de posición y de orientación del casco entre el alineamiento seleccionado del primer símbolo de guía de dispositivo de presentación visual y el primer símbolo de guía estabilizado y la estabilización requerida para estabilizar el segundo símbolo de guía estabilizado de acuerdo con el cambio de posición y de orientación del casco entre el alineamiento seleccionado del segundo símbolo de guía de dispositivo de presentación visual y el segundo símbolo estabilizado, y corregir los alineamientos seleccionados de los símbolos de guía estabilizados primero y segundo para compensar el movimiento de la cabeza.

13. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende un control manual que puede accionar el usuario para alinear los símbolos de guía estabilizados primero y segundo con la dirección de referencia.

14. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende un control de sensibilidad 5 que puede accionar el usuario para controlar la cantidad de estabilización realizada por el control de dispositivo de

presentación visual en los símbolos de guía estabilizados primero y segundo durante el alineamiento.

15. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que el medio para indicar una dirección de referencia está dispuesto para generar un símbolo de referencia a lo largo de una línea de visión conocida.