基于远距离光电摄像的飞机姿态近距离观测系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于远距离光电摄像的飞机姿态近距离观测系统和方法，属于飞机平显校准技术领域。本发明专利技术利用遥控器操控安放在飞机机头顶端侧前方25~30米处的光电水平跟踪仪，跟踪仪在将飞机姿态拍摄下来形成视频信号后，通过数据传输技术把飞机姿态视频信号传送到千斤顶调节人员近前的显示器上，使调节人员可以近距离直接观察飞机姿态，从而在利用千斤顶调节飞机姿态时更具有全局性和趋向性，当在显示器上观察到的机头和机尾处的靶尺的刻度相同并且左右机翼处的靶尺的刻度相同时，即认为飞机处于整体水平状态。本发明专利技术克服了传统飞机平显校准方法中千斤顶调节人员无法直接观测飞机姿态的弊端，提高了飞机平显校准工作的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于飞机平显校准自动化领域，涉及基于远距离光电摄像的飞机姿态近距离观测系统与方法。
技术介绍
在传统的飞机平显校准方法中，飞机姿态观测和调节工作由观测人员和调节人员借助于3个千斤顶、靶尺和水准仪等设备协作完成，其中，千斤顶被分别放置于机头、左右机翼下方指定的位置，用来调节飞机的姿态；靶尺被分别放置于机头、机尾、左右机翼下方指定的位置，用来标志飞机的姿态；水准仪被放置于飞机机头顶端侧前方25～30米处，用来观测靶尺的刻度。在实际工作时，观测人员通过水准仪目视观察各个靶尺的刻度来掌握飞机的整体姿态，而千斤顶调节人员却无法观察到飞机的姿态，后者完全依赖于前者的指挥来调节各个千斤顶，两者之间距离较远，需要反复的语言沟通和调节才能使飞机姿态最终达到水平状态，整个工作过程效率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对传统方法中千斤顶调节人员无法直接观察飞机姿态的弊端，提出了一种基于远距离光电摄像的飞机姿态近距离观测系统和方法，利用所提出的系统和方法能够使千斤顶调节人员近距离直接观察飞机整体姿态，从而在调节飞机姿态时具有全局性和趋向性，可省去传统方法中的飞机姿态观测人员，节省了人力的同时提高了飞机姿态观察和调节工作的效率。本专利技术的基本原理是根据飞机平显校准技术的要求，采用光电摄像技术在离飞机较远距离处采集飞机姿态视频，再通过数据传输技术和视频显示技术将飞机姿态视频呈现在千斤顶调节人员眼前，使调节人员可以近距离直接目视观察飞机姿态并对飞机姿态进行调节，当调节人员观察到机头与机尾处的靶尺的刻度相同并且左右机翼处的靶尺的刻度相同时，即认为飞机处于整体水平状态。本专利技术提出一种基于远距离光电摄像的飞机姿态近距离观测系统，具体包括光电水平跟踪仪、显示器和遥控器。所述光电水平跟踪仪由摄像装置、转台、数据传输装置组成：摄像装置水平安装在转台上，用来采集飞机姿态视频；转台依据遥控器发出的控制指令自动调节摄像装置的光轴指向；数据传输装置用来实时向显示器传输摄像装置采集的飞机姿态视频和接收遥控器发出的控制指令；显示器用来实时接收并显示光电水平跟踪仪传输过来的飞机姿态视频；遥控器用来向光电水平跟踪仪发送控制指令。优选的，所述摄像装置为一台带长焦距镜头的摄像机，摄像机能够分辨30米处0.5毫米的刻度。优选的，所述转台底部装有转台升降与旋转控制器，控制器通过控制转台
的垂直升降与水平旋转来调整摄像装置光轴的高度与方向。优选的，所述数据传输装置包括视频信号发射装置和指令信号接收装置，前者用来向显示器实时传输视频数据，后者用来接收来自遥控器的控制指令。优选的，所述显示器装有视频信号接收装置，用来实时接收光电水平跟踪仪传输过来的视频，显示器的显示屏分为左上、右上、左下、右下四个显示区域，每个区域都可以用来显示显示器接收到的视频。优选的，所述遥控器装有指令信号发射装置，用来向光电水平跟踪仪发送控制指令以调节光电水平跟踪仪摄像光轴的指向。本专利技术提出一种基于远距离光电摄像的飞机姿态近距离观测方法，包括如下步骤：1)依据传统的飞机平显校准方法的要求和规范安放好标准靶尺和千斤顶；2)在飞机机头顶端侧前方25～30米处安放好光电水平跟踪仪；3)启动并调试好光电水平跟踪仪、遥控器和显示器；4)通过遥控器调节光电水平跟踪仪的光轴依次对准飞机机头、机尾、左右机翼四个测量点处的靶尺进行拍摄，完成飞机姿态的初始扫描，显示器的左上、右上、左下、右下四个显示区域依次显示四个测量点处的靶尺的视频；5)通过遥控器调节光电水平跟踪仪的光轴对准飞机机头处的靶尺，依据显示器左上方和右上方显示区域的靶尺视频中机头、机尾处靶尺刻度的差值，调节机头处的千斤顶，当显示器中机头处靶尺的刻度与机尾处靶尺的刻度相同时，不再调节机头处的千斤顶，此时飞机前后达到水平状态；6)通过遥控器调节光电水平跟踪仪的光轴对准飞机左侧机翼处的靶尺，依据显示器左下方和右下方显示区域的靶尺视频中左右机翼处靶尺刻度的差值，调节左侧机翼处的千斤顶，当显示器中左侧机翼处靶尺的刻度与右侧机翼处靶尺的刻度相同时，不再调节左侧机翼处的千斤顶，此时飞机达到左右水平状态；7)观察显示器中机头处靶尺的刻度与机尾处靶尺的刻度是否相同，以及左侧机翼处靶尺的刻度与右侧机翼处靶尺的刻度是否相同，如果有不同的情况，则需要重复步骤5)～步骤6)；如果都相同，则认为飞机处于整体水平状态，飞机姿态观测和调节工作结束。本专利技术的意义在于：借助于光电摄像技术、视频显示技术和数据传输技术，把远距离拍摄的飞机姿态视频传输到显示器上，千斤顶调节人员通过显示器可以近距离直观观察飞机的整体姿态，节省了人力，提高了飞机姿态观测和调节工作的效率，可用于军用飞机武器校靶、民用飞机平显及其它设备校准。附图说明图1为依据本专利技术所设计的基于远距离光电摄像的飞机姿态近距离观测方法的场景示意图。图1中：1为机头下方靶尺；2为机尾下方靶尺；3、4分别为左右机翼下方靶尺；5为机头下方千斤顶；6、7分别为左右机翼下方千斤顶；8为显示器；9为光电水平跟踪仪；10为遥控器；11为光电水平跟踪仪与显示器之间的数据传输线路；12为光电水平跟踪仪与遥控器之间的数据传输线路。图2为依据本专利技术所设计的显示器的示意图。图2中：13、14、15、16分别为显示器中显示屏的左上方区域、右上方区域、左下方区域、右下方区域。图3为依据本专利技术所设计的光电水平跟踪仪的示意图。图3中：17为摄像装置；18为转台；19为数据传输装置；20为转台升降与旋转控制器。图4为依据本专利技术所设计的基于远距离光电摄像的飞机姿态近距离观测系统的总体结构框图。具体实施方式本专利技术的技术方案是采用光电水平跟踪仪、遥控器和显示器各一台组成基于远距离光电摄像的飞机姿态近距离观测系统。a)光电水平跟踪仪由摄像装置、转台、数据传输装置组成：摄像装置为视频采集模块，内置CCD摄像机，CCD传感器的分辨率高于1024×1024，要求能够分辨30米处0.5毫米的刻度，帧频为30fps，摄像装置采用长焦距镜头，具有自动变焦功能。摄像装置能够将外部视频信号经过视频采集A/D芯片数字化，并对每帧图像进行图像增强处理，生成AVI视频；数据传输装置包括无线视频信号发射器，能够将视频通过WIFI无损压缩技术传输到显示端，可用来远距离向显示器实时传送光电水平跟踪仪采集的视频，另外，其还包括无线指令信号接收器，接收器为红外信号接收器，载波频率为36kHz，可以实时接收来自遥控器的控制指令；转台为控制模块，在其上方水平安置摄像装置，转台底部装有转台升降和旋转控制器，在光电水平跟踪仪解析出接收到的遥控器指令中相应按键的码值后，控制器会执行遥控器上相应按键的功能，通过控制转台的垂直升降和水平旋转调节摄像装置光轴的高度和方向。b)显示器为可移动装置，可安放在支架上，显示器内置无线视频信号接收器，用以接收光电水平跟踪仪传送过来的视频数据；显示器内置存储器，能够存储显示器正在显示的内容，以保证在无更新数据时，显示器仍然保持其显示的内容不变。显示器利用3D图形加速卡，采用软解压的方式将视频数据解压缩还原，并采用SDRAM来缓存视频图像数据。显示器系统包括电源、场脉冲、行脉冲、像素脉冲、8位的RGB数据线，视频图像通过VGA接口用显示屏显示，显示屏的分辨率为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于远距离光电摄像的飞机姿态近距离观测系统，包括光电水平跟踪仪、显示器和遥控器，其特征在于：所述光电水平跟踪仪由摄像装置、转台、数据传输装置组成：摄像装置水平安装在转台上，用来采集飞机姿态视频；转台依据遥控器发出的控制指令自动调节摄像装置的光轴指向；数据传输装置用来实时向显示器传输摄像装置采集的飞机姿态视频和接收遥控器发出的控制指令；所述显示器用来实时接收并显示光电水平跟踪仪传输过来的飞机姿态视频；所述遥控器用来向光电水平跟踪仪发送控制指令。

【技术特征摘要】
1.一种基于远距离光电摄像的飞机姿态近距离观测系统，包括光电水平跟踪仪、显示器和遥控器，其特征在于：所述光电水平跟踪仪由摄像装置、转台、数据传输装置组成：摄像装置水平安装在转台上，用来采集飞机姿态视频；转台依据遥控器发出的控制指令自动调节摄像装置的光轴指向；数据传输装置用来实时向显示器传输摄像装置采集的飞机姿态视频和接收遥控器发出的控制指令；所述显示器用来实时接收并显示光电水平跟踪仪传输过来的飞机姿态视频；所述遥控器用来向光电水平跟踪仪发送控制指令。2.根据权利要求1所述的基于远距离光电摄像的飞机姿态近距离观测系统，其特征在于：所述摄像装置为一台带长焦距镜头的摄像机，摄像机能够分辨30米处0.5毫米的刻度。3.根据权利要求1所述的基于远距离光电摄像的飞机姿态近距离观测系统，其特征在于：所述转台的底部装有升降与旋转控制器，控制器通过控制转台的垂直升降与水平旋转来调整摄像装置光轴的高度与方向。4.根据权利要求1所述的基于远距离光电摄像的飞机姿态近距离观测系统，其特征在于：所述数据传输装置包括视频信号发射装置和指令信号接收装置，前者用来向显示器实时传输视频数据，后者用来接收来自遥控器的控制指令。5.根据权利要求1所述的基于远距离光电摄像的飞机姿态近距离观测系统，其特征在于：所述显示器装有视频信号接收装置，用来实时接收光电水平跟踪仪传输过来的视频，显示器的显示屏分为左上、右上、左下、右下四个显示区域，每个区域都可以用来显示显示器接收到的视频。6.根据权利要求1所述的基于远距离光电摄像的飞机姿态近距离观测系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕俊伟，毕波，任建存，仇荣超，孙超，石晓航，迟铖，宫剑，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军航空工程学院，
类型：发明
国别省市：山东;37