系列文章的第二部分介绍了增强飞行视景系统 （EFVS） 的现状，该系统提供了更强的态势感知能力和改进的视觉清晰度，从而提高了导航安全性和高效操作。
合成视觉
合成视觉制导系统为飞行员提供合成的清晰地形视图和导航制导，即使窗外的视野被天气条件或光线不足遮挡。Collins 的合成视觉系统为在小型机场降落的飞行员提供地面导航数据。
明尼阿波利斯霍尼韦尔航空航天先进技术公司高级技术研究员 Thea Feyereisen 表示，合成视觉制导系统 （SVGS） 组件包括合成视觉（地形和障碍物数据库）、高度完整的跑道数据库、所有权位置监视器和高级符号系统（即类似 HUD 的符号，包括飞行路径矢量、速度偏差和加速度提示），使飞行员能够低于标准最小值。
“EFVS 通过实时图像增强了这种合成视图，让飞行员在任何操作环境中都能通过 HUD 全面了解周围环境，”Brown 说。Collins Aerospace 的实时 3D 地形测绘可创建环境（如地形、障碍物、机场和跑道）的精确虚拟表示，以提供飞行员周围环境的全面图片，从而增强态势感知能力。
“我们还开发了组合视觉系统 （CVS），它将 SVS 与增强视觉系统 （EVS） 集成在一起，并在我们的高清平视显示器 （HUD） 上可见，”Brown 说。“CVS 可用于各种飞机，包括运营柯林斯紧凑型 HUD 的飞机。这些技术无缝融合，提供整体环境视图、高保真飞行信息和更广阔的视野，以减少飞行员的工作量并改进关键决策。当飞行员看到 Collins CVS 时，他们会被图像的质量所震撼。所提供的保真度和细节对于需要在任何环境条件下操作的飞行员来说是一个游戏规则的改变者。
支持 SVGS 的飞机可以使飞行员将特殊授权的 I 类仪表着陆系统 （CAT I ILS） 飞行到 150 英尺与 200 英尺的决策高度/决策高度 （DA/DH）。“未来，SVGS 将使不受限制的 LPV 进近的最小值从 200 降低到 150，并将 CAT I ILS 的最小值从 200 降低到 100（今天是 150 英尺）DA/DH，”Feyereisen 说。“SVGS 方法扩展了仪器部分，而 EFVS 扩展了该方法的视觉部分。配备 SVGS 的飞机可以降低高度（例如，在 150 英尺与 200 英尺处进行检测），飞行员必须使用 EFVS 传感器看到跑道环境线索，才能过渡到目视进近和着陆。
SVGS 和 EFVS 都旨在增强低能见度条件下的态势感知，但它们的主要区别在于所使用的技术和它们提供的运营信用。Yahav 争辩说：“SVGS 在某些情况下提供有限的运营信用，而 EFVS 提供的信用要多得多，认为 SVGS 在安装 EFVS 时无关紧要。SVGS 仍然受到限制，需要头朝下操作以查看安装在驾驶舱上的图形显示器。我们认为飞行应该是抬头进行的，飞行员将注意力集中在驾驶舱外的周围环境中。
人工智能和 EFVS
人工智能 （AI） 在飞行过程中在 EFVS 中发挥着越来越有益的作用。根据 Brown 的说法，“AI 算法可以处理和增强图像，检测和识别飞机附近的物体，并识别潜在的地形和障碍物危险。
Feyereisen 说，通过障碍物识别和检测，SVS 图片总体上总是比 EFVS 更一致、“更好看”。“然而，SVS 不是实时的，因此它不会检测到不在其数据库中的危险，例如，一只跌跌撞撞地撞上跑道的驼鹿！MMWR 具有出色的全天候穿透能力，但商用系统的图像质量和更新率无法满足所需的视觉质量要求，无法与当今的 IR 传感器等自然视觉等效。
正在探索的一个概念是利用 AI 进行图像/障碍物检测，以确认跑道位置和危险检测，以扩展 SVGS/SVS 的功能。Kumar 认为飞行员可以使用格式良好且可用的 SVS 飞行，但如果导航位置出现问题或出现意外障碍物，如跑道上的车辆或动物，飞行员将保持相当于视觉条件的态势感知。
“通过机器学习和 AI 处理，将不同的数据模式（即雷达、激光雷达、摄像头以及实时位置和高完整性数据库）融合在一起，在城市环境中的自动驾驶汽车运营方面取得了重大进展，”他说。“这一进步有可能被用于航空领域，以改进 EFVS 系统。”
Universal Avionics 早在 AI 革命之前就开始将人工智能与 Aperture 相结合。大量信息是从视频源捕获的，并非所有信息都可以由人脑实时处理以快速做出主动决策。“我们正在利用 AI 来更好地了解从我们的增强型视觉系统捕获的视频，”Yahav 说。“这类似于汽车行业的自动驾驶功能，它依靠摄像头和传感器捕获的视觉信息来导航车辆。环球影业的 Aperture 将是第一款将这种传感器融合技术引入航空领域的产品，该产品于去年首次获得认证，并且已经由我们的客户开发成 OEM 解决方案。
EFVS 法规更新
FAA 通过与 RTCA SC-213 特别委员会的合作，继续为 EFVS 定义新标准。“该委员会由 Universal Avionics 担任联合主席，并由 EFVS 高级首席工程师 Troy Niles 代表，与 ClearVision 的最新发展保持一致，并得到我们学科专业知识的支持，”Yahav 说。“Universal Avionics 也是第一家使用 FAA 允许的 50% 运营信贷的公司。FAA 和 EASA 也在合作制定 AI 认证法规，Universal Avionics 正在朝着其即将推出的航空电子创新的方向发展。
与 EUROCAE WG79 协调的 RTCA SC-213 预计将在今年晚些时候发布两个新的最低可接受性能标准 （MASPS）：用于合成和组合视觉系统的 DO-407/ED-326 文件和用于增强视觉系统的 DO-408/ED-327。Thea Feyereisen 是 SVS/CVS 文档的主席，NASA 的 Randy Bailey 是 EFVS/EVS 文档的主席。这两份文件已发送给行业进行最终审查和评论，评论正在处理过程中。
审查过程完成后，文件将发送给 RTCA 和 EUROCAE 管理层进行正式批准和发布。“这些新文件的伟大之处在于，它们将过去十几年发布的多个先前文件中的内容合并为一个，使申请人更容易指向一个（或两个）文件，而不必通过多个文件来确定要求和合规性演示。”“Feyereisen 说。
Brown 解释说，他看到，“世界各地的监管机构更新了他们的指导方针，将 EFVS 操作包括在内，这将有助于将这项技术的好处带到全球更多地区。
EFVS 展望未来
EFVS 将继续存在，Brown 相信它的未来是光明的。“安全和更高效运营的好处是显而易见的，我们相信这些好处将迫使越来越多的运营商选择此功能。”
随着机场照明从白炽灯更改为 LED，Feyereisen 警告说，以前提供给 EFVS 的视觉优势将消失。“操作员正在寻找能够提供增强的门到门态势感知的视觉系统。”
他认为，先进的 SVS 功能，如 3-D 机场移动地图和 SVGS 功能，包括降低 ILS 和 LPV 进近的仪器段，将受到更多关注和重视。“操作员将希望对平视显示器 （HUD） 和抬头向下显示进行这些增强。”
总体而言，Brown 预测，“越来越多的飞机 OEM 和运营商在了解和体验 EFVS 的好处时，将把这作为一项要求，而不是'可有可无'。我们将看到新的和更好的摄像头和传感器集成，以及人工智能，以提高系统的质量和可用性。
