具有辅助驾驶系统的飞行器及其起降及避免碰撞的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种具有飞行辅助驾驶系统的飞行器，将超低照度摄像机、红外热像技术、图像处理技术及精密伺服控制等技术相结合汇集于飞行器中，可很好的辅助飞行员在夜暗及雨、雪、雾、霾等恶劣天气环境下完成飞行器起飞、飞行、降落等需求，采用上述辅助飞行系统的飞行器采用前视单元、俯视单元，能够摄取飞机前方、下方的视频图像发送显示单元显示给飞行员，使飞行员能够掌握飞机前方、下方的环境情况，提高了飞行、起降的安全性；同时还提供飞行器的起降方法及避免障碍碰撞的飞行方法和装置，国际分类属于B64C或B64F分类。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞行器
，尤其涉及具有辅助驾驶系统的飞行器、飞行器的起降方法及避免碰撞的方法，国际分类属于B64C或B64F分类。
技术介绍
随着飞行器等飞行器装备的出现，交通运输的模式发生了巨大的变化。航空运输以方便、快捷的优势吸引着大量的旅客。世界间的距离随之“缩短”，朝发夕至已成为不争的事实，然而航空安全一直是困扰着人们选择出行的一大难题。在航空运输发展的初期，由于科学技术较为落后，因飞行器本身的机械故障而引发的飞行事故居高不下，占据主要原因。近几十年来，随着科学技术的不断发展，新材料的大量使用，飞行器已是高新科技的代表作，自身的安全系数不断提高，由于自然因素与人为因素而造成的航空事故比例大大增加。据统计数字显示近七成事故由自然原因与人为原因导致，成为制约航空安全的最大障碍。在飞行、尤其起降过程中，飞行器驾驶员需要了解前方与下方的环境情况，以安全地飞行、起降。然而，现有技术中，飞行器上并没有这样的设备，以使飞行器驾驶员观察飞行器前方与下方的场景。即便有的飞行器具有观察前方和下方场景的摄像装置，但由于使用条件的限制，也不能更好地使用，同时更缺乏相关的理论方法来指导，使得飞行器安全性能得不到有效提高。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供具有辅助驾驶系统的飞行器、飞行器的起降方法及避免障碍碰撞的飞行方法和装置，使飞行器驾驶员可以更加方便及时清楚地观察飞行器前方与下方的场景环境。本专利技术将超低照度摄像机、红外热成像技术、图像处理技术及精密伺服控制等技术相结合汇集于系统中，可很好的辅助飞行员在夜暗及雨、雪、雾、霾等恶劣天气环境下完成飞行器起飞、飞行、降落等需求。在本专利技术思想构思的基础上，在具体实施中，可以通过以下四个方面来进行概括说明和展示，需要说明的是，这四方面相互独立又相互联系，其结构和方法要旨皆不构成相互矛盾，本领域技术人员在全面阅读之后能够理解本专利技术的精神所在。(一)飞行器飞行辅助驾驶系统一种飞行器飞行辅助驾驶系统，包括视频采集单元和操控单元，所述操控单元包括工控机和显示单元，其中所述工控机包括图像采集模块和图像处理模块，所述视频采集单元包括前视单元和俯视单元两部分，前视单元和俯视单元分别摄取飞行器前方和飞行器下方的图像，并分别将摄取的图像发送图像采集模块，图像采集模块将获取的图像数据发送图像处理模块进行处理后发送显示单元进行显示。作为优选方式，所述前视单元包括热成像镜头、可见光镜头，分别用于摄取所述飞行器前方的热成像图像、可见光图像；俯视单元包括热成像镜头、可见光镜头，分别用于摄取所述飞行器下方的热成像图像、可见光图像。作为优选方式，所述前视单元包括第一前视热成像镜头和第二前视热成像镜头、以及第一前视超低照度镜头和第二前视超低照度镜头，分别用于摄取所述飞行器前方的热成像图像和可见光图像，所述俯视单元包括第一俯视热成像镜头和第二俯视热成像镜头、以及第一俯视超低照度镜头和第二俯视超低照度镜头，分别用于摄取所述飞行器下方的热成像图像和可见光图像。作为优选方式，所述前视单元和所述俯视单元由单独或成组的热成像镜头，和单独或成组的可见光镜头组成，所述热成像镜头或可见光镜头的数量为1个，2个或4个。作为优选方式，所述前视单元的两个热成像镜头为同焦距镜头，所述前视单元的两个超低照度镜头为同焦距镜头，所述俯视单元的两个热成像镜头为同焦距镜头，所述俯视单元的两个超低照度镜头为同焦距镜头；所述图像处理模块包括图像拼接子模块，用于对所述前视单元的两个热成像镜头所摄取的图像进行拼接，对所述前视单元的两个超低照度镜头所摄取的图像进行拼接，对所述俯视单元的两个热成像镜头所摄取的图像进行拼接，对俯视单元的两个超低照度镜头所摄取的图像进行拼接。作为优选方式，所述前视单元的两个热成像镜头为不同焦距镜头，所述前视单元的两个超低照度镜头为不同焦距镜头，所述俯视单元的两个热成像镜头为不同焦距镜头，所述俯视单元的两个超低照度镜头为不同焦距镜头；所述图像处理模块包括图像融合子模块，用于对所述前视单元的两个热成像镜头所摄取的图像进行融合，对所述前视单元的两个超低照度镜头所摄取的图像进行融合，对所述俯视单元的两个热成像镜头所摄取的图像进行融合，对所述俯视单元的两个超低照度镜头所摄取的图像进行融合。作为优选方式，所述前视单元包括两个25mm热成像镜头、两个12.3mm热成像镜头、两个25mm超低照度镜头、两个8mm超低照度镜头，所述俯视单元包括两个25mm热成像镜头、两个12.3mm热成像镜头、两个25mm超低照度镜头、两个8mm超低照度镜头，所述热成像镜头用于摄取热成像图像，所述超低照度镜头用于摄取可见光图像；所述图像处理模块包括图像拼接子模块、图像融合子模块，所述图像拼接子模块用于所述对前视单元的两个25mm热成像镜头所摄取的图像进行拼接，对所述前视单元的两个12.3mm热成像镜头所摄取的图像进行拼接，对所述前视单元的两个25mm超低照度镜头所摄取的图像进行拼接，对所述前视单元的两个8mm超低照度镜头所摄取的图像进行拼接，对所述俯视单元的两个25mm热成像镜头所摄取的图像进行拼接，对所述俯视单元的两个12.3mm热成像镜头所摄取的图像进行拼接，对所述俯视单元的两个25mm超低照度镜头所摄取的图像进行拼接，对所述俯视单元的两个8mm超低照度镜头所摄取的图像进行拼接；所述图像融合子模块用于对所述前视单元的两个25mm热成像镜头所摄取的图像拼接后的图像与所述前视单元的两个12.3mm热成像镜头所摄取的图像拼接后的图像进行融合，对所述前视单元的两个25mm超低照度镜头所摄取的图像拼接后的图像与所述前视单元的两个8mm超低照度镜头所摄取的图像拼接后的图像进行融合，对所述俯视单元的两个25mm热成像镜头所摄取的图像拼接后的图像与所述俯视单元的两个12.3mm热成像镜头所摄取的图像拼接后的图像进行融合，对所述俯视单元的两个25mm超低照度镜头所摄取的图像拼接后的图像与所述俯视单元的两个8mm超低照度镜头所摄取的图像拼接后的图像进行融合。作为优选方式，所述视频采集单元还包括陀螺仪、伺服平台，用于使前视单元的拍摄方向保持水平以及俯视单元的拍摄方向保持竖直。作为优选方式，所述工控机还包括存储模块，用于对图像处理模块处理后的视频图像进行实时存储。作为优选方式，所述工控机还包括回放模块，用于对存储的视频图像进行回放显示，以及视频选择模块，用于选择热成像图像或可见光图像输出到显示单元。(二)在飞行器起飞、飞行以及降落时的辅助安全飞行方法和应用该方法的装置该辅助安全飞行方法包括以下步骤：检测照度值，根据得到的检测结果判断进入超低照度模式或进入红外模式；当进入所述超低照度模式时，分别采集第一焦距超低照度图像若干幅和第二焦距超低照度图像若干幅，分别对焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到第一焦距的超低照度拼接图像和第二焦距的超低照度拼接图像；然后将第一焦距的超低照度拼接图像和第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到融合后的超低照度图像，将所述融合后的超低照度图像发送给飞行器驾驶人员，显示融合后的超低照度图像，返回结束；当进入所述红外模式时，分别采集第三焦距红外图像若干幅和第四焦距红外图像若干幅，分别对焦距相同的红外图像进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有飞行辅助驾驶系统的飞行器，包括视频采集单元、操控单元，操控单元包括工控机和显示单元，所述工控机包括图像采集模块和图像处理模块，其特征在于，所述视频采集单元位于飞行器下方，其包括前视单元和俯视单元，所述前视单元和所述俯视单元分别摄取所述飞行器前方和所述飞行器下方的图像，并分别将摄取的图像发送至图像采集模块，所述图像采集模块将获取的图像数据发送至图像处理模块进行处理后发送显示单元进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种具有飞行辅助驾驶系统的飞行器，包括视频采集单元、操控单元，操控单元包括工控机和显示单元，所述工控机包括图像采集模块和图像处理模块，其特征在于，所述视频采集单元位于飞行器下方，其包括前视单元和俯视单元，所述前视单元和所述俯视单元分别摄取所述飞行器前方和所述飞行器下方的图像，并分别将摄取的图像发送至图像采集模块，所述图像采集模块将获取的图像数据发送至图像处理模块进行处理后发送显示单元进行显示。2.如权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述前视单元包括热成像镜头、可见光镜头，分别用于摄取所述飞行器前方的热成像图像、可见光图像；俯视单元包括热成像镜头、可见光镜头，分别用于摄取所述飞行器下方的热成像图像、可见光图像。3.如权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述前视单元包括第一前视热成像镜头和第二前视热成像镜头、以及第一前视超低照度镜头和第二前视超低照度镜头，分别用于摄取所述飞行器前方的热成像图像和可见光图像，所述俯视单元包括第一俯视热成像镜头和第二俯视热成像镜头、以及第一俯视超低照度镜头和第二俯视超低照度镜头，分别用于摄取所述飞行器下方的热成像图像和可见光图像。4.如权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述前视单元和所述俯视单元由单独或成组的热成像镜头，和单独或成组的可见光镜头组成，所述热成像镜头或可见光镜头的数量为1个，2个或4个。5.如权利要求3所述的飞行器，其特征在于，所述前视单元的两个热成像镜头为同焦距镜头，所述前视单元的两个超低照度镜头为同焦距镜头，所述俯视单元的两个热成像镜头为同焦距镜头，所述俯视单元的两个超低照度镜头为同焦距镜头；所述图像处理模块包括图像拼接子模块，用于对所述前视单元的两个热成像镜头所摄取的图像进行拼接，对所述前视单元的两个超低照度镜头所摄取的图像进行拼接，对所述俯视单元的两个热成像镜头所摄取的图像进行拼接，对俯视单元的两个超低照度镜头所摄取的图像进行拼接。6.如权利要求3所述的飞行器，其特征在于，所述前视单元的两个热成像镜头为不同焦距镜头，所述前视单元的两个超低照度镜头为不同焦距镜头，所述俯视单元的两个热成像镜头为不同焦距镜头，所述俯视单元的两个超低照度镜头为不同焦距镜头；所述图像处理模块包括图像融合子模块，用于对所述前视单元的两个热成像镜头所摄取的图像进行融合，对所述前视单元的两个超低照度镜头所摄取的图像进行融合，对所述俯视单元的两个热成像镜头所摄取的图像进行融合，对所述俯视单元的两个超低照度镜头所摄取的图像进行融合。7.如权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述前视单元包括两个25mm热成像镜头、两个12.3mm热成像镜头、两个25mm超低照度镜头、两个8mm超低照度镜头，所述俯视单元包括两个25mm热成像镜头、两个12.3mm热成像镜头、两个25mm超低照度镜头、两个8mm超低照度镜头，所述热成像镜头用于摄取热成像图像，所述超低照度镜头用于摄取可见光图像；所述图像处理模块包括图像拼接子模块、图像融合子模块，所述图像拼接子模块用于所述对前视单元的两个25mm热成像镜头所摄取的图像进行拼接，对所述前视单元的两个12.3mm热成像镜头所摄取的图像进行拼接，对所述前视单元的两个25mm超低照度镜头所摄取的图像进行拼接，对所述前视单元的两个8mm超低照度镜头所摄取的图像进行拼接，对所述俯视单元的两个25mm热成像镜头所摄取的图像进行拼接，对所述俯视单元的两个12.3mm热成像镜头所摄取的图像进行拼接，对所述俯视单元的两个25mm超低照度镜头所摄取的图像进行拼接，对所述俯视单元的两个8mm超低照度镜头所摄取的图像进行拼接；所述图像融合子模块用于对所述前视单元的两个25mm热成像镜头所摄取的图像拼接后的图像与所述前视单元的两个12.3mm热成像镜头所摄取的图像拼接后的图像进行融合，对所述前视单元的两个25mm超低照度镜头所摄取的图像拼接后的图像与所述前视单元的两个8mm超低照度镜头所摄取的图像拼接后的图像进行融合，对所述俯视单元的两个25mm热成像镜头所摄取的图像拼接后的图像与所述俯视单元的两个12.3mm热成像镜头所摄取的图像拼接后的图像进行融合，对所述俯视单元的两个25mm超低照度镜头所摄取的图像拼接后的图像与所述俯视单元的两个8mm超低照度镜头所摄取的图像拼接后的图像进行融合。8.如权利要求1-7任一项所述的飞行器，其特征在于，所述视频采集单元还包括陀螺仪、伺服平台，用于使前视单元的拍摄方向保持水平以及俯视单元的拍摄方向保持竖直。9.如权利要求1-7任一项所述的飞行器，其特征在于，所述工控机还包括存储模块，用于对图像处理模块处理后的视频图像进行实时存储。10.如权利要求1-7任一项所述的飞行器，其特征在于，所述工控机还包括回放模块，用于对存储的视频图像进行回放显示，以及视频选择模块，用于选择热成像图像或可见光图像输出到显示单元。11.一种辅助飞行器安全飞行的方法，包括以下步骤：检测照度值，根据得到的检测结果判断进入超低照度模式或进入红外模式；当进入所述超低照度模式时，分别采集第一焦距超低照度图像若干幅和第二焦距超低照度图像若干幅，分别对焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到第一焦距的超低照度拼接图像和第二焦距的超低照度拼接图像；然后将第一焦距的超低照度拼接图像和第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到融合后的超低照度图像，将所述融合后的超低照度图像发送给飞行器驾驶人员，显示融合后的超低照度图像，返回结束；当进入所述红外模式时，分别采集第三焦距红外图像若干幅和第四焦距红外图像若干幅，分别对焦距相同的红外图像进行图像拼接，得到第三焦距的红外拼接图像和第四焦距的红外拼接图像；然后将第三焦距的红外拼接图像和第四焦距的红外拼接图像进行图像融合，得到融合后的红外图像，将所述融合后的红外图像发送给飞行器驾驶人员，显示融合后的红外图像，返回结束。12.根据权利要求11所述的辅助飞行器安全飞行的方法，所述分别采集第一焦距超低照度图像和第二焦距超低照度图像，包括：分别采集前视方向上的第一焦距超低照度图像、前视方向上的第二焦距超低照度图像，采集俯视方向上的第一焦距超低照度图像、俯视方向上的第二焦距超低照度图像；所述分别对焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到第一焦距的超低照度拼接图像和第二焦距的超低照度拼接图像，包括：对所述前视方向上焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到前视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和前视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像；以及对所述俯视方向上焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到俯视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和俯视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像；所述将所述第一焦距的超低照度拼接图像和所述第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到融合后的超低照度图像，包括：将所述前视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和所述前视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到前视方向上融合后的超低照度图像；将所述俯视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和所述俯视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到俯视方向上融合后的超低照度图像。13.根据权利要求11所述的辅助飞行器安全飞行的方法，所述采集第三焦距红外图像和第四焦距红外图像，包括：分别采集前视方向上的第三焦距红外图像、前视方向上的第四焦距红外图像，采集俯视方向上的第三焦距红外图像、俯视方向上的第四焦距红外图像；所述分别对焦距相同的红外图像进行图像拼接，得到第三焦距的红外拼接图像和第四焦距的红外拼接图像，包括：对所述前视方向上焦距相同的红外图像进行图像拼接，得到前视方向上的第三焦距的红外拼接图像和前视方向上的第四焦距的红外拼接图像；对所述俯视方向上焦距相同的红外图像进行图像拼接，得到俯视方向上的第三焦距的红外拼接图像和俯视方向的第四焦距的红外拼接图像；所述将所述第三焦距的红外拼接图像和所述第四焦距的红外拼接图像进行图像融合，得到融合后的红外图像，包括：将所述前视方向上的第三焦距的红外拼接图像和所述前视方向上的第四焦距的红外拼接图像进行图像融合，得到前视方向上融合后的红外图像；以及将所述俯视方向上的第三焦距的红外拼接图像和所述俯视方向上的第四焦距的红外拼接图像进行图像融合，得到俯视方向上融合后的红外图像。14.根据权利要求11所述的辅助飞行器安全飞行的方法，所述检测照度值，根据得到的检测结果选择进入超低照度模式或红外模式，包括：所述检测当前的照度值，如果得到的检测结果符合第一预设条件，则进入超低照度模式；否则进入红外模式。15.根据权利要求11所述的辅助飞行器安全飞行的方法，所述方法还包括：检测前视拍摄方向是否处于水平，当检测到未处于水平时，调整方位至水平。16.一种辅助飞行器安全飞行的装置，其特征在于，所述装置安装在飞行器上，在所述飞行器起飞、飞行以及降落时采集图像，包括：模式选择模块，用于检测照度值，根据得到的检测结果选择进入超低照度模式或红外模式；超低照度图像采集模块，用于当进入所述超低照度模式时，分别采集第一焦距超低照度图像若干幅和第二焦距超低照度图像若干幅；超低照度图像拼接模块，用于分别对焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到第一焦距的超低照度拼接图像和第二焦距的超低照度拼接图像；超低照度图像融合模块，用于将所述第一焦距的超低照度拼接图像和所述第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到融合后的超低照度图像，将所述融合后的超低照度图像发送给飞行器驾驶人员，显示所述融合后的超低照度图像；红外图像采集模块，用于当进入所述红外模式时，分别采集第三焦距红外图像若干幅和第四焦距红外图像若干幅；红外图像拼接模块，用于分别对焦距相同的红外图像进行图像拼接，得到第三焦距的红外拼接图像和第四焦距的红外拼接图像；红外图像融合模块，用于将所述第三焦距的红外拼接图像和所述第四焦距的红外拼接图像进行图像融合，得到融合后的红外图像，将所述融合后的红外图像发送...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋优春，宋永生，吴强，
申请(专利权)人：科盾科技股份有限公司北京分公司，
类型：发明
国别省市：北京;11