与飞行器的飞行测试有关的数据的实时管理的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞行器的飞行中测试的领域，更具体地，涉及获取与飞行器的空气动力特性的飞行中测试有关的图像，在飞行器上自动处理这些图像，以及有利地，实时传输经处理的数据。
【背景技术】
[0002]为了分析飞行器的空气动力流动，将流动锥安装在飞行器的需要分析的区域上。流动锥是可以采用锥的形体的元件，当例如通过线连接到飞行器的一部分时，由于流动锥较轻，其展示根据航空飞行的类型的特征运动，并且流动锥的形体允许在视频记录中可视化。这些流动锥由安装在窗口后面的机舱中的摄像机或者安装在飞行器外部的摄像机拍摄。在飞行器上记录图像，并且在着陆以后取出图像以便随后由地面上的专家使用和分析。
[0003]在图像被人工分析以后，专家有时会发现测试是不够的并且需要例如根据其他飞行配置的其他测试。在该情况下，飞行器必须再次起飞以进行其他测试。
[0004]为了限制飞行中测试的数量，传输系统适于向地面实时地发送每秒多至两个图像。可用带宽相当小，并且不允许传输大量的图像。该有限数量的图像使得地面上的观察者不能够正确地分析锥的运动，并且不能获知该测试是否是结论性的。
[0005]因此，本发明的目标是允许对流动锥的运动进行详尽和准确的分析，从而对飞行器的空气动力特性进行详尽和准确的分析。另一目标是使得能够利用传输到地面的有限量的数据实时地在地面上进行该分析，从而使得可以减少飞行中测试的数量、飞行时间以及成本。
【发明内容】
[0006]本发明旨在在飞行器上自动分析飞行中取得的图像，并且涉及一种用于实时管理与飞行中测试有关的数据的系统，该系统包括:流动锥，其被安装在飞行器的要在飞行中测试期间分析的至少一个关注区域；指示器，其被安装在所述关注区域中以限定所述关注区域的定界；图像拍摄装置，其与飞行器关联并且被配置成拍摄其上安装有流动锥和指示器的所述关注区域的图像流；以及处理装置，该处理装置用于实时地在飞行器上处理所述的图像流中的每个当前图像，以自动识别和确定所述指示器的位置和所述流动锥中的至少一些流动锥的位置。
[0007]该系统将关于流动锥的准确运动的实时信息提供给跟踪测试的专家，因此使专家能够由此推断飞行器的空气动力特性，并且从而能够通过引导机组人员，特别是例如在选择飞行控制件(翼梢、襟翼等)的配置方面实时地进行测试，从而减少需要的试飞时间。
[0008]有利地，该系统包括传输装置，该传输装置被配置成将与指示器的所述位置和锥中的所述至少一些锥的所述位置有关的数据实时地传输到地面。
[0009]这使得可以将关于流动锥的运动的实时信息(以有限的数据量的方式被传输到地面)提供给在地面上跟踪测试的专家，使专家能够将关于测试的进行的准确信息实时地传输给机组人员。
[0010]有利地，处理装置被配置成仅自动确定已开始运动的流动锥的位置，传输到地面的所述锥中的所述至少一些锥的位置对应于已开始运动的流动锥的位置。
[0011]根据一个实施方式，所述指示器由流动锥的子集形成。
[0012]根据本发明的一个优选实施方式，处理装置包括:图像处理模块，其被配置成通过将所述当前图像转换成表示单色背景上的指示器的第一二值图像来识别指示器；以及分析模块，其被配置成分析所述第一二值图像和所述当前图像以确定指示器的位置和流动锥的位置。
[0013]有利地，图像处理模块包括:选择块，被配置成将所述当前图像作为输入并且从所述当前图像中提取表征指示器的颜色，从而形成受限于所述指示器的图像作为输出；色度变换块，被配置成将所述当前图像作为输入并且产生与所述当前图像对应的第一灰度图像作为输出；减法块，被配置成将所述选择块和变换块的输出作为输入并且从所述受限图像减去所述第一灰度图像，以产生受限于指示器的第二灰度图像作为输出；第一阈值化块，被配置成将所述第二灰度图像作为输入并且形成表示单色背景上的指示器的所述第一二值图像作为输出。
[0014]有利地，分析模块(93)包括:第一检测块，被配置成将表示指示器的所述第一二值图像作为输入并且产生表示所述指示器的位置的点的坐标作为输出；转换块，被配置成确定将所述第一二值图像的矩形轮廓上的点与表示指示器的位置的每个点进行关联的投影转换矩阵；第一投影块，被配置成对第一灰度图像应用所述投影转换矩阵，以将所述第一灰度图像的关注区域转换成由所述矩形轮廓来定界的矩形关注区域，从而产生由矩形轮廓来定界并表示所述矩形关注区域的流动锥的第三灰度图像作为输出；第二阈值化块，被配置成将所述第三灰度图像作为输入，以形成与所述第三灰度图像对应并表示单色背景上的所述矩形关注区域的流动锥的第二二值图像作为输出；第二投影块，被配置成对所述第二二值图像应用所述投影转换矩阵的逆矩阵，以产生不存在任何在关注区域之外的对象的第三二值图像；以及第二检测块，被配置成将所述第三二值图像作为输入并且产生指示所述流动锥的位置的坐标作为输出。
[0015]有利地，分析模块还包括比较块，该比较块被配置成将所述第三当前二值图像的流动锥的位置与先前图像的流动锥的位置进行比较，从而自动识别开始运动的流动锥，使得传输到地面的所述锥中的所述至少一些锥的位置与已开始运动的流动锥有关。
[0016]有利地，处理装置还包括显示模块，该显示模块包括:第一图形表示块，被配置成将所述当前图像和与锥中的所述至少一些锥的位置有关的数据作为输入并且在所述当前图像上绘制对所检测的锥进行定界的轮廓，以形成第一重建图像作为输出；第二图形表示块，被配置成将所述第一重建图像和与指示器的位置有关的数据作为输入并且在所述第一重建图像上绘制表示指示器的位置的点，以形成第二重建图像作为输出；第三图形表示块，被配置成将所述第二重建图像作为输入并且通过在所述第二重建图像上绘制将表示指示器的位置的点连接起来的线来对所述关注区域进行定界，以形成最终重建图像作为输出。
[0017]本发明还针对一种用于从飞行器实时地接收的与飞行中测试有关的数据的操作系统，所述数据根据上面的特征中的任一特征来获取，所述操作系统包括:收发器单元，被配置成从飞行器实时地接收与指示器的位置和流动锥中的所述至少一些流动锥的位置有关的所述数据；数据处理单元，被配置成在表示飞行器的包括关注区域的部分的图上显示指示器的位置。
[0018]本发明还针对一种用于分析飞行器的空气动力特性的系统，该系统包括根据上面特征中的任一特征的管理系统和操作系统。
[0019]本发明还针对一种包括根据上面特征中的任一特征的管理系统的飞行器。
[0020]本发明还针对一种用于在飞行器的空气动力特性的飞行中测试时实时地处理在所述飞行器上取得的图像流的方法，所述图像与飞行器的关注区域有关，在飞行器的关注区域上安装有流动锥和指示器，所述方法包括:实时地在飞行器上处理所述图像流中的每个当前图像以自动识别和确定所述指示器的位置和所述流动锥中的至少一些流动锥的位置。
[0021]有利地，该方法包括将与指示器的所述位置和锥中的所述至少一些锥的所述位置有关的数据实时地传输到地面的步骤。
[0022]有利地，该方法包括以下步骤:通过将所述图像流中的每个当前图像转换成表示单色背景上的指示器的第一二值图像来识别指示器；以及分析所述第一二值图像和所述当前图像以确定指示器的位置和流动锥的位置。
[0023]有利地，识别指示器包括以下步骤:提取表征所述当前图像的指示器的颜色以形成受限于所述指示器的图像；产生与所述当前图像对应的第一灰度图像；从所述受限图像减去所述第一灰度图像以产生受限于指示器的第二灰度图像；对所述第二灰度图像进行阈值化以形成表示单色背景上的指示器的所述第一二值图像。
[0024]有利地，分析所述第一二值图像和所述当前图像以确定指示器的位置和流动锥的位置包括以下步骤:根据所述第一二值图像来确定表示所述指示器的位置的点的坐标；确定将所述第一二值图像的矩形轮廓上的点与表示指示器的位置的每个点进行关联的投影转换矩阵；对第一灰度图像应用所述投影转换矩阵，以将所述第一灰度图像的关注区域转换成由所述矩形轮廓定界的矩形关注区域，从而产生由矩形轮廓定界并且表示所述矩形关注区域的流动锥的第三灰度图像；对所述第三灰度图像进行阈值化以形成表示单色背景上的所述矩形关注区域的流动锥的第二二值图像；对所述第二二值图像应用所述投影转换矩阵的逆矩阵，以产生不存在任何在关注区域之外的对象的第三二值图像；以及根据所述第三二值图像来确定指示所述流动锥的位置的坐标。
[0025]有利地，该处理方法还包括:将所述第三当前二值图像的流动锥的位置与先前图像的流动锥的位置进行比较，以自动识别开始运动的流动锥。
[0026]有利地，该处理方法还包括以下步骤:在所述当前图像上绘制对流动锥进行定界的轮廓以形成第一重建图像；在所述第一重建图像上绘制表示指示