Digitale techniek: Tanker Remote Vision System (TRVS) (2006)

Tanker Remote Vision System (TRVS)

Het Tanker Remote Vision System (TRVS) is een zichtssysteem voor de KDC10 vliegtuigen dat het tanken onder slechte zichtomstandigheden mogelijk maakt. TVRS is ontworpen door TNO-FEL voor het KDC-10-tankervliegtuig van de Koninklijke Luchtmacht (RNLAF) in 2006. KLM engineering en maintenance was verantwoordelijk voor het ontwerp en de installatie in het vliegtuig. TNO met subcontractors was verantwoordelijk voor de architectuur, hardware en software, productie, test en certificatie.
TRVS is gebaseerd op een modulaire aanpak en bestaat uit een zichtsysteem voor optimale situational awareness rondom het vliegtuig en een stereozichtsysteem voor kristalheldere, stereoscopische zicht voor de operator langs de ‘giek’, dat is een acht meter lange tankbuis die uit de achterkant van het toestel naar buiten is uit te schuiven tot een maximumlengte van 15 meter.

Screenshot van tanken met de KDC-10 met het TRVS

De Koninklijke Luchtmacht (KLu heeft twee McDonnell Douglas DC-10-vliegtuigen in dienst die zijn omgebouwd om als tanker en transporteur in een gemengde rol te dienen. Deze vliegtuigen worden daarom aangeduid als KDC-10 (“K” is de typeaanduiding voor een tankervliegtuig). De KLu KDC-10’s lijken op hun Amerikaanse tegenhangers, maar ze verschillen in brandstoflaadcapaciteit en opstelling van hun brandstofsysteem tijdens de vlucht. In de KLu-configuratie bevindt het giekbedieningsstation zich direct achter de cockpit. De giek wordt bediend met behulp van joysticks. De vereiste visuele terugkoppeling wordt weergegeven op het operatorconsole. De giek wordt bestuurd via een afzonderlijke boombesturingseenheid (BCU) die deel uitmaakt van de bedieningsconsole. De BCU maakt geen deel uit van het TRVS. Het TRVS werkt samen met de BCU en ontvangt informatie over de positie en status van de giek. Deze informatie wordt gepresenteerd in een grafische overlay van het bijtankbeeld, samen met de statusindicatoren.

Visuele informatie wordt gegenereerd door middel van twee videosystemen, een omgevingszichtsysteem en een stereoscopisch beeldsysteem. Tezamen vormen deze systemen het Tanker Remote Vision System (TRVS).

Het omgevingszichtsysteem is gebaseerd op drie camera’s die een meer dan 180 graden horizontaal gezichtsveld beslaan, tussen beide vleugeltips van de KDC-10 in de achterwaartse richting. De afbeeldingen worden in een panoramisch beeld op drie monitoren van de bedieningsconsole weergegeven. Het stereoscopische zichtsysteem is gebaseerd op tweekanaalsbeelden van twee camera’s gericht op het uiteinde van de giek voor het bijtanken. Stereoscopische afbeeldingen worden verkregen door een sluitersysteem te gebruiken. De operator draagt een passieve gepolariseerde bril die de beelden scheidt en een levendig stereoscopisch beeld oplevert. Het stereoscopische zichtsysteem omvat ‘in de diepte’ ook synthetische symbolen. Het zichtsysteem is geschikt voor dag- en nachtzicht (nabij-infrarood). TRVS heeft zich bewezen als een krachtig zichtsysteem dat zich heeft bewezen tijdens vele lucht-tot-lucht tankvluchten.

Gezichtsveld van het omgevingszichtsysteem

Systeemarchitectuur

De systeemarchitectuur van de TRVS is gebaseerd op een modulair concept met vijf verschillende modules:

Cameramodule: de cameramodule is een mechanische constructie inclusief de camera-eenheden. De cameramodule wordt geplaatst in een camerahuis onder de staart van het vliegtuig om de camera’s te beschermen tegen omgevingsinvloeden en stof tijdens het opstijgen en landen. Het camerahuis kan zonder cabinedruk.
Interfacemodule: de interfacemodule bevat de grafische processoreenheden en een I/O-processoreenheid. De grafische processoreenheid voert de beeldverwerking uit. De I/O-processoreenheid zorgt voor de koppeling met de giekbesturing (BCU) en de bedieningspanelen van de operator en voor het genereren van waarschuwings- en waarschuwingssignalen.
Videomodule: de videomodule bestaat uit eenheden voor video-switching, video-opname en video-weergave.
Monitormodule: de monitormodule bevat de videomonitoren voor het omgevingszichtsysteem en het stereozichtsysteem. De stereomonitors zijn uitgerust met een sluitersysteem
Operator besturingsmodule: de operatorbediening van het TRVS zichtsysteem wordt uitgevoerd vanaf het operatorbedieningspaneel.

Systeemperformance

TRVS biedt volledige zicht voor de operator bij direct zonlicht, zelfs in verblindende en overstralende omstandigheden. TVRS geeft een uitstekend zicht bij dag-, schemer- en nachtoperaties.
Het omgevingssysteem toont een panoramisch gezichtsveld van meer dan 180 graden van hoge kwaliteit. Hoge resolutie en contrastgevoeligheid bieden een extreem zichtbereik.
Het TRVS-bedieningspaneel biedt een full-colour dynamische grafische overlay die de veiligheidszone aangeeft, giekpositie-indicatoren, waarschuwings- en waarschuwingsindicatoren en brandstofstroomindicatie.
De visuele scherpte van het videosysteem benadert die van het blote menselijke oog.
Het stereoscopische systeem resulteert in een dieptescherpte, een factor drie beter dan met het blote menselijke oog.
Het opnamesubsysteem biedt video met timestamp-indicatie voor trainings- en juridische doeleinden.

Systeemaspecten

Het gebruik van krachtige monochrome camera’s zorgt voor een zeer hoog dynamisch bereik en een uitstekende contrastgevoeligheid.
Hoge systeembetrouwbaarheid en ingebouwde diagnose (door de gebruiker in werking gestelde en continue diagnosetesten) garanderen eenvoudig onderhoud en reparatie.
Het gebruik van gepolariseerde stereobeelden in combinatie met lichtgewicht, gemakkelijk te dragen, gepolariseerde brillen voor de operatoren garandeert uitstekende stereoscopische prestaties zonder de fysieke belasting die zou optreden als een op een helm gemonteerd display zou worden gebruikt.
Het modulaire systeemconcept op basis van Line Replaceable Units maakt gebruik van glasvezel-beeldoverdracht in combinatie met volledige digitale beeldverwerking. Dit concept, samen met de uitgebreide ingebouwde test- en diagnoseapparatuur, biedt een robuuste onderhoudsoplossing op een laag niveau voor tankbeurten tijdens de vlucht.
TRVS is een effectieve en relatief goedkope oplossing om de giek van een tankvliegtuig te bedienen.
TRVS kan ook worden gebruikt voor andere toepassingen, zoals het verbeteren van het situationeel beeld rondom het vliegtuig (bijv. videobeelden van de Wing Aerial Refuelling Pods).
Hoewel oorspronkelijk ontworpen voor de KDC-10, kan TVRS worden gebruikt in elk ander type tankervliegtuig.

Specificaties

Field-of-view surveillance systeem: horizontaal minimaal 180 graden, verticaal 62,0 graden
Stereoscopisch gezichtsveld: horizontaal 35.5 graden, vertikaal 27.0 graden
Certificatie gebaseerd op DO-178B, DO-160D, DO-254
Elektrisch verbruik: ongeveer 2 kW
Totaalgewicht: ongeveer 280 kg