Sistema de visión sintética

Un sistema de visión sintética (SVS) es un sistema de realidad mediado por computadora para vehículos aéreos, que utiliza 3D para proporcionar a los pilotos medios claros e intuitivos de comprender su entorno de vuelo.

La visión sintética proporciona conocimiento de la situación a los operadores mediante el uso de bases de datos geopolíticas, hidrológicas, de obstáculos y de terreno, entre otras. Una aplicación típica de SVS utiliza un conjunto de bases de datos almacenadas a bordo de la aeronave, un ordenador generador de imágenes y una pantalla. La solución de navegación se obtiene mediante el uso de GPS y sistemas de referencia inercial.

Highway In The Sky (HITS), o Path-In-The-Sky, se utiliza a menudo para representar la trayectoria proyectada de la aeronave en una vista en perspectiva. Los pilotos adquieren una comprensión instantánea del estado actual y futuro de la aeronave con respecto al terreno, las torres, los edificios y otras características del entorno.

Un precursor de estos sistemas existió en la década de 1960, con el debut en servicio en la Marina de los EE. UU. del avión de ataque medio embarcado Grumman A-6 Intruder . Diseñado con una disposición de asientos uno al lado del otro para la tripulación, el Intruder contaba con un sistema avanzado de navegación/ataque, llamado Equipo Digital Integrado de Ataque y Navegación (DIANE), que conectaba los sistemas de radar, navegación y datos aéreos del avión con una computadora digital conocida como AN/ASQ-61. La información del DIANE se mostraba tanto al piloto como al bombardero/navegante (BN) a través de pantallas de visualización de tubos de rayos catódicos. En particular, una de esas pantallas, el Indicador de Visualización Vertical (VDI) AN/AVA-1, mostraba al piloto una vista sintética del mundo frente a la aeronave y, en el modo de Autorización de Terreno del Radar de Búsqueda (SRTC), mostraba el terreno detectado por el radar, que luego se mostraba como líneas codificadas que representaban incrementos de alcance preestablecidos. Esta tecnología, denominada "Contact Analog", permitió volar el A-6 de noche, en todas las condiciones climáticas, a baja altitud y a través de terrenos accidentados o montañosos sin necesidad de ninguna referencia visual. ^[1]

La NASA y la Fuerza Aérea de los Estados Unidos desarrollaron la visión sintética a finales de los años 1970 ^[2] y 1980 en apoyo de la investigación avanzada sobre cabinas de mando, y en los años 1990 como parte del Programa de Seguridad de la Aviación. El desarrollo del Transporte Civil de Alta Velocidad impulsó la investigación de la NASA en los años 1980 y 1990. A principios de los años 1980, la USAF reconoció la necesidad de mejorar la conciencia de la situación en la cabina de mando para apoyar el pilotaje de aeronaves cada vez más complejas, y aplicó la SVS (también llamada aviónica de formato pictórico) como una tecnología integradora para sistemas tripulados y pilotados a distancia. ^[3]

En 1979, el simulador de vuelo FS1 de Bruce Artwick para la microcomputadora Apple II introdujo usos recreativos de la visión sintética. ^[4]

La NASA utilizó visión sintética para vehículos pilotados a distancia (RPV), como el banco de pruebas aéreo de alta maniobrabilidad o HiMAT . ^[5] Según el informe de la NASA, el avión era pilotado por un piloto en una cabina remota, y las señales de control se enviaban desde los controles de vuelo en la cabina remota en tierra hasta el avión, y la telemetría del avión se enviaba hacia abajo a las pantallas de la cabina remota (ver foto). La cabina remota podía configurarse con un video de cámara en el morro o con una pantalla de visión sintética 3D. SV también se utilizó para simulaciones del HiMAT. Sarrafian informa que los pilotos de prueba encontraron que la pantalla visual era comparable a la salida de la cámara a bordo del RPV. ^[5]

La simulación RC Aerochopper de 1986 de Ambrosia Microcomputer Products, Inc. utilizó visión sintética para ayudar a los aspirantes a pilotos de aviones RC a aprender a volar. El sistema incluía controles de vuelo con joystick que se conectarían a una computadora Amiga y una pantalla. ^[6] El software incluía una base de datos de terreno tridimensional para el suelo, así como algunos objetos artificiales. Esta base de datos era básica y representaba el terreno con un número relativamente pequeño de polígonos según los estándares actuales. El programa simulaba la posición y la actitud tridimensionales dinámicas de la aeronave utilizando la base de datos de terreno para crear una pantalla en perspectiva 3D proyectada. El realismo de esta pantalla de entrenamiento de pilotos de RPV se mejoró al permitir que el usuario ajustara los retrasos del sistema de control simulado y otros parámetros.

Investigaciones similares continuaron en los servicios militares de los EE. UU. y en universidades de todo el mundo. En 1995-1996, la Universidad Estatal de Carolina del Norte voló un RPV F-18 a escala del 17,5 % utilizando Microsoft Flight Simulator para crear el entorno de terreno proyectado en tres dimensiones. ^[7]

En 2005, se instaló un sistema de visión sintética en un avión de prueba Gulfstream V como parte del programa de la NASA "Turning Goals Into Reality" [Convertir objetivos en realidad]. ^[8] Gran parte de la experiencia adquirida durante ese programa condujo directamente a la introducción de SVS certificados en aviones futuros. La NASA inició la participación de la industria a principios de 2000 con los principales fabricantes de aviónica.

Eric Theunissen, investigador de la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos, contribuyó al desarrollo de la tecnología SVS. ^[9]

A finales de 2007 y principios de 2008, la FAA certificó el sistema Gulfstream Synthetic Vision- Primary Flight Display (SV-PFD) para los aviones comerciales G350/G450 y G500/G550 , que muestra imágenes del terreno en color 3D de los datos Honeywell EGPWS superpuestos con la simbología PFD. ^[10] Reemplaza el tradicional horizonte artificial azul sobre marrón .

En 2017, Avidyne Corporation certificó la capacidad de visión sintética para su aviónica de navegación aérea . ^[11] Otros sistemas de cabina de cristal como el Garmin G1000 y el Rockwell Collins Pro Line Fusion ofrecen terreno sintético.

La aviónica de menor costo y no certificada ofrece aplicaciones de visión sintética como las disponibles para tabletas Android o iPad de ForeFlight , ^[12] Garmin, ^[13] Air Navigation Pro, ^[14] o Hilton Software ^[15].

• "RTCA DO-315B". IEEE . 2011-06-21. Estándares mínimos de desempeño de sistemas de aviación para sistemas de visión mejorada, sistemas de visión sintética, sistemas de visión combinada y sistemas de visión de vuelo mejorada.
• "ED-179B - MASP para sistemas de visión mejorada y sistemas de visión sintética y sistemas de visión combinada y sistemas de visión de vuelo mejorada". EuroCAE . Septiembre de 2011.

• Sistemas de prevención de colisiones de aeronaves
• Sistema de visión de vuelo mejorado
• Sistema de visión externa
• Sistema de aterrizaje por instrumentos

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Sistema de visión sintética .

• "La visión sintética permitiría a los pilotos disfrutar de cielos despejados en todo momento". NASA. 21 de noviembre de 2004.
• Stephen Pope (junio de 2006). "La promesa de la visión sintética: convertir las ideas en realidad (virtual)" (PDF) . AIN online .