Sistema indicador de información del tráfico de un aeropuerto.

Sistema indicador de información del tráfico de un aeropuerto (1) con

-al menos una cámara (2) orientable a una zona del aeropuerto a observar,

-una unidad de procesamiento de imágenes (9) unida con la cámara (2), de las que al menos hay dos,

-al menos una unidad indicadora (11) conectada con la unidad de procesamiento de imágenes (9), estando equipada la unidad de procesamiento de imágenes (9) para elegir y representar un segmento del panorama foveal correspondiente al foco de atención de una dirección visual elegida sobre la zona del aeropuerto observada, caracterizada porque

- la unidad para el procesamiento de imágenes (9) está equipada para la representación simultánea de informaciones sobre objetos que se han movido en el segmento de panorama extrafoveal periférico, no representado, y

- la unidad de procesamiento de imágenes (9) está equipada para elegir un segmento de panorama foveal visualizado mediante registro del movimiento de la mirada, porque en el borde de la imagen del segmento de panorama foveal representado sobre la unidad indicadora (11) se encuentra una banda de imagen de información (16) que contiene información relativa a la posición del segmento de panorama foveal elegido y a objetos que se han movido en las zonas de panorama no representadas y cuando enfoca del operador a un determinado punto de la banda de imagen de información (16), se desplaza el centro del segmento de panorama foveal mostrado a este punto.

Sistema indicador de información del tráfico de un aeropuerto La invención se refiere a un sistema indicador de información de tráfico de un aeropuerto con al menos una cámara orientable hacia una zona del aeropuerto a observar, una unidad de procesamiento de imágenes unida con una cámara, de las que al menos hay una, y al menos una unidad indicadora unida con la unidad de procesamiento de imágenes.

Existe la necesidad de controlar el tráfico aéreo en la zona del aeropuerto sin una visión ocular exterior directa con medios para una central de control basada puramente en sensores. Esto tiene la ventaja de que en instalaciones de grandes dimensiones en los aeropuertos ya no tienen que estar ocupadas por personal la torres para vigilar zonas exteriores que no pueden observarse desde la torre principal. El control de todo el aeropuerto puede más bien realizarse en la torre principal. Además, el coste para levantar los edificios de la torre (tower) para vigilar las zonas exteriores se reduce considerablemente.

Además existe la necesidad de reducir el coste del control de aeropuertos poco frecuentados, desplazando las funciones de control a los controladores de (otro) aeropuerto más frecuentado. Para ello es necesaria una vigilancia basada en sensores de la zona del aeropuerto con una transmisión de los datos de las imágenes a una unidad indicadora para los controladores que realizan el control.

Las condiciones de trabajo exigen de los controladores, además de la comunicación por radio y por teléfono, un cambio frecuente de la atención entre la vista al exterior, reforzada accediendo una y otra vez a los prismáticos y diversos monitores y displays de radar. Cuando la visibilidad es mala, se reduce con claridad, naturalmente, la posibilidad de la vigilancia visual del tráfico mediante visión desde las ventanas de las centrales de control y el tráfico debe reducirse correspondientemente, por razones de seguridad.

En N. Fürstenau, M. Rudolph, M. Schmidt, B. Werther: Virtual Tower en "Competencia entre las visiones 2001 a 2004, "Centro Alemán para la aviación y la navegación espacial e.V., 2004, páginas 16 a 21, se describe el proyecto del desarrollo de una torre de control virtual, con propuestas sobre la interacción persona-máquina.

N. Fürstenau: Perspectives of Virtual Reality for Integration (Perspectivas de la realidad virtual para la integración) , en el 12º Seminario Científico, DLR, Inst. of Flight Guidance (Inst. para guiar los vuelos) , octubre 2002, da a conocer la utilización de tecnologías de la realidad virtual para el control y mando del tráfico aéreo en aeropuertos.

Por C. D. Wickens: Multiple Resources and Perfomance Prediction (Recursos multiples y predicción de resultados) , en Theor. Issues in Ergon. Sci 2002, vol. 3, núm. 2, páginas 159 a 177, se describe un modelo tetradimensional multirrecursos, en el que se diferencia entre un procesamiento visual en el campo de la atención focal y en la zona del entorno de una persona, a los que están asociadas estructuras del cerebro y mecanismos de procesamiento de la información cuya forma de procesamiento es cualitativamente diferente. La visión focal de por ejemplo un controlador está limitada casi siempre a la zona foveal de la retina y es necesaria para tareas de reconocimiento de modelos. La visión fondo/entorno está fuertemente acoplada a la visión periférica y es competente para la percepción de la orientación y la percepción del movimiento (movimiento propio) del observador.

El documento DE 10 2005 055 879 da a conocer un procedimiento para reconstruir una visión exterior real desde la torre mediante una proyección de panorama de alta resolución sobre monitores o mediante una proyección de gran angular para representar imágenes de al menos cuatro videocámaras digitales de alta resolución para un panorama de 180º . Las señales digitalizadas son proporcionadas en una panorama compuesto por cuatro segmentos por respectivos ordenadores, uno por segmento, descomprimiéndose los datos de imagen comprimidos. Por cada segmento se prevé una cámara y una proyección o bien una pantalla por cada segmento de panorama. Existe la posibilidad de un procesamiento de imágenes en tiempo real para el reconocimiento de objetos, la detección del movimiento y/o determinación de parámetros de tráfico (posición, velocidad, etc.) .

Además se conoce por el documento US 2005/0231419 A1 un sistema de control del tráfico aéreo compuesto por una serie de displays, que permiten al controlador una forma de visión de panorama sobre la zona a vigilar. Con la ayuda de los correspondientes medios de control pueden visualizarse entonces informaciones relativas a los correspondientes objetos a vigilar. Con ayuda de una función zoom visualmente controlable, puede fijarse un objeto representado sobre el display, respecto al que entonces pueden bajarse informaciones y con el que puede establecerse entonces un enlace por radio.

Además, se conoce por el documento US 6, 628, 321 B1 un sistema indicador en el que sobre una gran unidad indicadora de panorama pueden representarse datos de video tomados desde distintos ángulos de visión.

Las proyecciones de gran angular, adecuadas para la representación con gran resolución de un panorama de video, se conocen por el campo de la realidad virtual. Se trata de sistemas de proyección en mosaico con un proyector digital de alta resolución por cada pieza de mosaico o bien dos proyectores digitales en proyecciones estéreo. A los simuladores para la visión exterior (virtual) desde la torre del aeropuerto se les ensamblan hasta ahora más de cuatro imágenes parciales de alta resolución mediante superposición exacta a nivel de píxel en los bordes verticales (stitching) en una proyección de segmento cilíndrico o de esfera hueca para formar una vista panorámica virtual (200 a 300º ) de la superficie del aeropuerto. Para un monopuesto de trabajo en el entorno de la torre no son adecuados los mismos debido al tamaño.

Como monopuesto de trabajo con una proyección de gran angular (por ejemplo 180º ) puede también utilizarse una proyección esférica. Desde luego no corresponde la resolución máxima obtenible hasta ahora de 1600 a 1200 píxeles a las exigencias para un panorama de 180º , que puede sustituir a la visión exterior directa del operador desde la torre.

Por lo tanto, es tarea de la presente invención lograr un sistema indicador de información del tráfico en un aeropuerto mejorado, que con un coste técnico reducido posibilite una observación de alta resolución de las zonas relevantes del aeropuerto y ofrezca a la vez al operador las necesarias informaciones de visión del conjunto.

La tarea se resuelve mediante un sistema de información de aeropuertos con las características de la reivindicación 1 y un procedimiento para representar una zona del aeropuerto a observar sobre una unidad indicadora según la reivindicación 11. Otras mejoras ventajosas resultan de las reivindicaciones subordinadas.

Se aprovecha el hecho de que en la zona de la atención consciente y del procesamiento visual, en observación con el ojo sin amplificación mediante unos prismáticos, sólo se encuentra la zona del objeto reproducida en la zona foveal (<5º ) de la retina. Correspondientemente, cubre un segmento que típicamente se representa mediante un único monitor (por ejemplo 45º ) ya un segmento de panorama bastante mayor. No obstante, para una proyección de panorama en un monopuesto de trabajo no es necesario representar por completo la zona periférica por ejemplo de un panorama de 180º a la vez, ya que en una visión exterior real en estos sectores extrafoveales sólo se perciben movimientos destacados. La representación de estos sectores extrafoveales se reduce así según la invención a informaciones sobre movimientos esenciales, mientras que el segmento de panorama foveal se muestra con alta resolución y fidelidad de los detalles.

Preferiblemente se prevé además una cámara pan-tilt-zoom (panorámica/inclinación/zoom) , equipada para elegir un detalle de zoom del segmento de panorama, para representar el detalle de zoom sobre una de las unidades indicadoras.

Con esta cámara pan-tilt-zoom telecontrolable es así posible simular la utilización de unos prismáticos por parte del operador y representar una vista ampliada de una zona de detalle. Para facilitar la orientación, se mantiene, al igual que en la realidad, la representación fidedigna en cuanto a los detalles de la zona panorámica foveal.

Una cámara pan-tilt-zoom... [Seguir leyendo]

1. Sistema indicador de información del tráfico de un aeropuerto (1) con -al menos una cámara (2) orientable a una zona del aeropuerto a observar, -una unidad de procesamiento de imágenes (9) unida con la cámara (2) , de las que al menos hay dos, -al menos una unidad indicadora (11) conectada con la unidad de procesamiento de imágenes (9) , estando equipada la unidad de procesamiento de imágenes (9) para elegir y representar un segmento del panorama foveal correspondiente al foco de atención de una dirección visual elegida sobre la zona del aeropuerto observada, caracterizada porque

- la unidad para el procesamiento de imágenes (9) está equipada para la representación simultánea de informaciones sobre objetos que se han movido en el segmento de panorama extrafoveal periférico, no representado, y

- la unidad de procesamiento de imágenes (9) está equipada para elegir un segmento de panorama foveal visualizado mediante registro del movimiento de la mirada, porque en el borde de la imagen del segmento de panorama foveal representado sobre la unidad indicadora (11) se encuentra una banda de imagen de información (16) que contiene información relativa a la posición del segmento de panorama foveal elegido y a objetos que se han movido en las zonas de panorama no representadas y cuando enfoca del operador a un determinado punto de la banda de imagen de información (16) , se desplaza el centro del segmento de panorama foveal mostrado a este punto.

2. Sistema indicador de información del tráfico en un aeropuerto (1) según la reivindicación 1, caracterizado por una cámara pan-tilt-zoom (12) telecontrolable, equipada para elegir un detalle del zoom del segmento de panorama, para representar el detalle del zoom en una de las unidades indicadoras (11) .

3. Sistema indicador de información del tráfico en un aeropuerto (1) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la unidad de procesamiento de imágenes (9) está conectada directamente con al menos una cámara (2) .

4. Sistema indicador de información del tráfico en un aeropuerto (1) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la unidad de procesamiento de imágenes (9) está conectada indirectamente con al menos una cámara (2) .

5. Sistema indicador de información del tráfico en un aeropuerto (1) según una de las reivindicaciones procedentes, caracterizado porque están previstas cuatro cámaras (2) para captar un panorama de alta resolución de preferiblemente 180º .

6. Sistema indicador de información del tráfico en un aeropuerto (1) según una de las reivindicaciones procedentes, caracterizado porque el segmento de panorama foveal es inferior a 45º de un panorama que puede captarse con las cámaras (2) de preferiblemente 180º .

7. Sistema indicador de información del tráfico en un aeropuerto (1) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad de procesamiento de imágenes (9) está equipada para la representación permanente simultánea del segmento de panorama elegido.

8. Sistema indicador de información del tráfico en un aeropuerto (1) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad de tratamiento de imágenes (9) está equipada para la elección automática del segmento de panorama foveal en función de movimientos característicos detectados en el panorama captado, informaciones de movimiento de vuelos de un radar de aterrizaje, informaciones de posición de un equipo de multilateración sobre vuelos y/o vehículos en la zona del aeropuerto observada y/o de informaciones de posición de navegación por satélite transmitidas por aviones.

9. Sistema indicador de información del tráfico en un aeropuerto (1) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad de tratamiento de imágenes (9) está conectada con un aparato de entrada sensible al tacto, en particular un monitor sensible al tacto, para elegir un segmento de panorama en función del movimiento de un dedo o de un lápiz sobre el aparato de entrada.

10. Sistema indicador de información del tráfico en un aeropuerto (1) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad de tratamiento de imágenes (9) está conectada con otra unidad indicadora (11) para representar el panorama captado por las cámaras (2) .

11. Procedimiento para representar una zona del aeropuerto a observar sobre una unidad indicadora con las etapas:

- captación de un flujo de datos de video en tiempo real de al menos una zona de un aeropuerto,

- detección de un sector de atención foveal de un operador,

- elección de un segmento de panorama foveal en función del sector de atención foveal sobre la zona captada del aeropuerto,

- representación del segmento panorámico foveal elegido,

caracterizado porque

- se representan simultáneamente informaciones sobre objetos que se han movido en el segmento de panorama extrafoveal periférico no representado, en el que

- se elige un segmento de panorama foveal visualizado mediante registro del movimiento de la imagen tal que en el borde de la imagen del segmento de panorama foveal representado en la unidad indicadora (11) se representa una banda de imagen de información (16) que contiene una información relativa a la posición del segmento de panorama foveal elegido (16) y cuando enfoca el operador a un determinado punto de la banda de imágenes de información (15) , se desplaza el centro del segmento de panorama foveal mostrado a este punto.

12. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado por la generación de un panorama virtual de una zona del aeropuerto a partir de un flujo de datos de video en tiempo real mediante yuxtaposición de imágenes procedentes de cámaras de panorama individuales y elección y representación del segmento de panorama foveal mediante desplazamiento de un detalle de la imagen del panorama virtual mediante elección de una posición de observación virtual.

13. Procedimiento según la reivindicación 12 ó 13, caracterizado por el continuo desplazamiento de un segmento de panorama de alta resolución elegido y representado sobre un panorama captado por un conjunto de cámaras, tal que el segmento de panorama contiene partes de secuencias de video de cámaras contiguas.

14. Programa de ordenador con medios de código del programa para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones 11 a 13, cuando el programa de ordenador se ejecuta sobre una computadora.