【技术实现步骤摘要】
基于双目视觉飞行器自主着陆装置
本专利技术属于飞行器控制
,具体涉及基于双目视觉飞行器自主着陆装置。
技术介绍
飞行器通常采用伞降和遥控滑跑着陆方式回收。伞降会对飞行器造成较大损伤,严重影响后续使用。滑跑着陆需要专业人员完成,无论是技术人员培养还是实际使用都是一个漫长的过程,过高的技术门槛严重制约了飞行器的应用范围和行业发展。国内外飞行器的自主着陆控制基本上是依靠机场导引雷达,机载差分GPS设备、应答机等共同作用实现。地面设施昂贵,灵活性差。而对于航母这样的运动平台,无论载人机还是飞行器的着陆,基本靠菲涅尔光学助降系统在人工的操作或干预下实现着陆。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种基于双目视觉飞行器自主着陆装置,采用该着陆装置对预着陆场的条件是静止或者运动没有限制,且降低了对技术人员的依赖程度。为解决上述技术问题,本专利技术采用的技术方案是,一种飞行器自主着陆方法,采用基于双目视觉飞行器自主着陆装置,该自主着陆装置包括多个信标灯、两个图像采集装置和激光高度计,两个图像采集装置通过控制器相连接;多个信标灯用于布设于着陆场的跑道两侧;两个图像采集装置和激光高度计均用于放置在飞行器上;两个图像采集装置同步实时采集多个信标灯在各自视场中的图片,得出信标灯在两个光学视场中的实时位置,以激光高度计测出的高度信息作为飞行器的高度,确定出飞行器相对于着陆场坐标系的位置、姿态和飞行速度,并传输给飞控系统,由飞控系统调整飞行器的姿态和位置,使其按照既定的下滑航线飞行;当飞行器飞行高度在可降落范围内时,切断图像采集装置,使用激光高 ...
【技术保护点】
1.一种飞行器自主着陆方法,其特征在于,采用基于双目视觉飞行器自主着陆装置,该自主着陆装置包括多个信标灯(1)、两个图像采集装置(2)和激光高度计(3),两个所述图像采集装置(2)通过控制器相连接;多个信标灯(1)用于布设于着陆场的跑道两侧;两个所述图像采集装置(2)和激光高度计(3)均用于放置在飞行器上;两个所述图像采集装置(2)同步实时采集多个信标灯(1)在各自视场中的图片,得出信标灯(1)在两个光学视场中的实时位置,以激光高度计(3)测出的高度信息作为飞行器的高度,确定出飞行器相对于着陆场坐标系的位置、姿态和飞行速度,并传输给飞控系统,由飞控系统调整飞行器的姿态和位置,使其按照既定的下滑航线飞行;当飞行器飞行高度在可降落范围内时,切断图像采集装置,使用激光高度计(3)测出的飞行器的高度信息,传输至飞控系统,当其高度和姿态满足着陆要求时,飞控系统控制飞行器着陆;如果不满足着陆要求,则飞控系统控制飞行器复飞。
【技术特征摘要】
1.一种飞行器自主着陆方法,其特征在于,采用基于双目视觉飞行器自主着陆装置,该自主着陆装置包括多个信标灯(1)、两个图像采集装置(2)和激光高度计(3),两个所述图像采集装置(2)通过控制器相连接;多个信标灯(1)用于布设于着陆场的跑道两侧;两个所述图像采集装置(2)和激光高度计(3)均用于放置在飞行器上;两个所述图像采集装置(2)同步实时采集多个信标灯(1)在各自视场中的图片,得出信标灯(1)在两个光学视场中的实时位置,以激光高度计(3)测出的高度信息作为飞行器的高度,确定出飞行器相对于着陆场坐标系的位置、姿态和飞行速度,并传输给飞控系统,由飞控系统调整飞行器的姿态和位置,使其按照既定的下滑航线飞行;当飞行器飞行高度在可降落范围内时,切断图像采集装置,使用激光高度计(3)测出的飞行器的高度信息,传输至飞控系统,当其高度和姿态满足着陆要求时,飞控系统控制飞行器着陆;如果不满足着陆要求,则飞控系统控制飞行器复飞。2.根据权利要求1所述的一种飞行器自主着陆方法,其特征在于,得到飞行器在着陆场坐标系中的位置和姿态的过程如下:设定信标灯(1)的个数为4个,在着陆场坐标系中的位置分别为(X1,Y1,Z1)、(X2,Y2,Z2)、(X3,Y3,Z3)和(X4,Y4,Z4),得出飞行器与各个信标灯之间的距离,构建方程组,并解算,计算出飞行器在着陆场坐标系中的位置(X,Y,Z):(X-X1)2+(Y-Y1)2+(Z-Z1)2=d12(X-X2)2+(Y-Y2)2+(Z-Z2)2=d22(X-X3)2+(Y-Y3)2+(Z-Z3)2=d32(1);(X-X4)2+(Y-Y4)2+(Z-Z4)2=d42其中:d1、d2、d3和d4为飞行器到对应的信标灯(1)的距离。3.根据权利要求2所述的一种飞行器自主着陆方法,其特征在于,构建飞行器姿态解算方程,将图像采集装置焦点与第一个信标灯连线,该连线在着陆场坐标系中空间指向分别绕X、Y、Z轴进行三次转动变化,得到姿态解算方程,求解飞行器的俯仰角、航向角和滚动角:S=GA(2);通过最小二乘法解得:A=(GTG)-1(GTS)(6);根据单位时间内飞行器位置的变化,得到飞行器的速度V和速度矢量其中:S代表信标灯在摄像机焦平面坐标系位置矩阵;G代表信标灯在着陆场坐标系位置矩阵;A代表摄像机焦平面坐...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈昊明,李爱华,马永刚,张宝生,
申请(专利权)人:西安恒宇众科空间技术有限公司,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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