一种飞机空中加油的监视系统及监视方法技术方案

一种飞机空中加油的监视系统及监视方法，与加油机的航空电子系统相关设备交联，该监视系统包括与监视系统处理机交联的显示器、摄像机组件、光电探测设备，所述的监视系统处理机具备受油机特征数据库和图像识别算法，摄像机组件采集加油机附近空域视频信息并将该空域视频信息传递给监视系统处理机，光电探测设备采集并截获受油机的视频信息和方位距离信息，并将该视频信息和方位距离信息传递给监视系统处理机，监视系统处理机将接收的空域视频信息、受油机的视频信息和方位距离信息，根据加载的受油机特征数据库，配合图像识别算法进行处理，将处理后形成的视频信息通过视频总线发送给显示器，供飞行员判断是否满足加油程序的要求。

A surveillance system and method for aircraft refueling

An aircraft air refueling monitoring system and monitoring method are linked with the avionics system related equipment of the fuel dispenser. The monitoring system includes a display, a camera component and an photoelectric detection device linked with the monitoring system processor. The processing equipment of the monitoring system is subject to the fuel dispenser feature database and image recognition algorithm. The camera component collects the airspace video near the fuel dispenser The information is transmitted to the monitoring system processor. The photoelectric detection equipment collects and intercepts the video information and azimuth distance information of the oil receiver, and transmits the video information and azimuth distance information to the monitoring system processor. The monitoring system processor transmits the received airspace video information, the video information and azimuth distance information of the oil receiver according to the loaded oil receiver The feature database, combined with the image recognition algorithm, sends the processed video information to the display through the video bus for the pilot to determine whether it meets the requirements of the refueling procedure.

【技术实现步骤摘要】
一种飞机空中加油的监视系统及监视方法
本专利技术属于航空电子系统
，尤其是涉及一种飞机空中加油的监视系统及监视方法。
技术介绍
国内现役的轰油6加油机采用双侧加油吊舱软式授油，并未加装加油监视系统，仅靠机身尾部加油系统操作员对加油过程进行目视监控。这种依靠人眼目视监视检查的方法存在巨大的风险和局限性。首先，对机身尾部加油系统操作员的技术水平过度依赖，且受人为要素影响较大，操作负担重，已不能满足未来复杂战场环境下的作战使用需求；其次，受人眼监控的限制，无法在夜间情况下进行授油操作，不能满足全天候作战任务需求；再次，新一代加油机一般作为多功能平台(例如运输机，需要有后部货舱门)使用，并不具备在机身尾部布置加油系统操纵台及观察窗的能力。因此新一代加油机需要加装空中加油监视系统，通过在机身布置摄像机组件采集加油机周边空域视频信息，并将采集的视频信息发送至显示器，代替人眼对加油过程进行监控。随着航电综合化水平的提高，飞行员需要决策的信息量逐步增加，传统的加油监视系统仅能为飞行员提供外部飞行环境的空域视频信息，该空域视频信息是由摄像机组件采集，通过机上显示控制系统进行简单的裁剪和拼接后送显，存在以下问题：1、在空域视频中依旧需要通过飞行员进行目标的发现、识别，且由于现阶段摄像机性能和大视场角的使用需求，造成远距离的目标通过人眼辨识困难；2、受油机在空域视频中位置是实时变化的，需要飞行员在整个加油过程中实时关注；3、无法提供受油机的相对距离和速度，飞行员仍需通过经验判断受油机与本机的相对位置，无法为飞行员决策提供直接帮助。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述已有的技术不足，进一步提高系统人机功效，减轻飞行员的体力、智力负荷，提供一种利用光电探测设备和图像识别技术对加油过程关注区域进行自动跟踪和标记显示的空中加油监视系统，实现对加油全过程、全天候实时智能监控，利用受油机特征数据库和图像识别算法代替人眼识别空域视频信息中的目标，并通过激光测距和解算获得目标位置、方位信息，进一步提高飞机空中加油系统态势感知能力。一种飞机空中加油的监视系统，与加油机的航空电子系统相关设备交联，该监视系统包括与监视系统处理机交联的显示器、摄像机组件、光电探测设备，所述的监视系统处理机具备受油机特征数据库和图像识别算法，摄像机组件采集加油机附近空域视频信息并将该空域视频信息传递给监视系统处理机，光电探测设备采集并截获受油机的视频信息和方位距离信息，并将该视频信息和方位距离信息传递给监视系统处理机，监视系统处理机将接收的空域视频信息、受油机的视频信息和方位距离信息，根据加载的受油机特征数据库，配合图像识别算法进行处理，将处理后形成的视频信息通过视频总线发送给显示器。所述的显示器包括1个全景显示器和2个区域显示器，监视处理机将后向180°空域视频信息发送给全景显示器显示；监视处理机将左/右侧向加油吊舱状态、软管收放情况、伞锥位置及对接情况的视频信息以及光电探测设备跟踪画面发送给区域显示器显示。所述的摄像机组件包括左侧区域摄像机组件、右侧区域摄像机组件、后侧区域摄像机组件和控制板。左侧区域摄像机组件设置在加油机机身后端左侧，采集加油机左侧空域视频信息；右侧区域摄像机组件设置在加油机机身后端右侧，采集加油机右侧空域视频信息；后侧区域摄像机组件设置在加油机后端机腹下，采集加油机后侧空域视频信息；采集的视频信息分别发送给监视处理机；摄像机组件的控制板通过数据总线与监视处理机交联，实现对摄像机组件的控制。所述的左侧区域摄像机组件、右侧区域摄像机组件和后侧区域摄像机组件分别包括3个电视摄像机、1个主控模块、1个供电模块、2个视频光纤模块和光机结构。3个电视摄像机分别向视频光纤模块输出监视区域的图像，由视频光纤模块将图像转化为ARINC818格式并输出给监视系统处理机；主控模块通过RS422信号接收监视系统处理机工作指令并回传工作状态；供电模块主要接收机上28V直流电源作为摄像机组件的工作电源；光机结构主要为摄像机组件提供工作环境。本申请还提供一种飞机空中加油的监视方法，加油机上设有如上所述的飞机空中加油的监视系统，将飞机的加油过程分为加油机与受油机会合、编队、对接、解散四个阶段；在会合阶段中，加油机及受油机接到加油任务并建立通信，预备进入会合状态时，由光电探测设备依据通信时提供的受油机进入航向在后视区域内寻找受油机，发现受油机后，加油系统操作员通过光电探测设备对受油机进行截获并跟踪，同时在显示器上实时显示截获的受油机画面、方位、距离及速度信息，引导受油机进入编队位置；在编队阶段中，由摄像组件提供编队位置的全景视频信息，同时在显示器上显示；此时光电探测设备根据任务需要，调整视场大小，对受油机特征进行跟踪，由监视系统处理机解算出受油机与加油机的相对方位、距离和速度，并叠加显示在显示器上；在对接及解散阶段中，由摄像机组件全程监控加油吊舱软管及伞锥的工作状态，由监视系统处理机根据图像识别算法对软管及伞锥进行识别，并在显示器上对上述区域突出显示；由光电探测设备对正在接近或远离的受油机进行跟踪，由监视系统处理机解算相对方位、距离和速度，并叠加显示在显示器上，供飞行员判断是否满足加油程序的要求。本申请的有益效果在于：1)智能化程度高。该系统采用图像识别算法检索视频信息中的关键区域，并在显示器上突出显示，代替了传统加油监视系统飞行员发现目标的方式，同时利用光电探测设备提供精准的关注目标方位和距离，并通过解算获得相对速度，从而提升了系统态势感知能力,为飞行员决策提供了帮助，减轻了加油员操作使用负担。2)使用灵活。该系统中光电探测设备可以提供俯仰0°～-150°，方位全向360°视场信息，可以由加油系统操作员通过手柄对区域内的任一关注目标进行跟踪，满足整个加油过程中飞行员关注目标变化的需求；光电探测设备普遍适用于左右两侧吊舱软管加油，中心线平台软管、硬式加油等各类加油方式，用于提供摄像机组件预设区域之外的视频信息及测距功能；3组摄像机组件及光电探测设备均具备电视/红外两种工作模式，能够满足昼夜使用要求；显示端采用多块显示器，将多个视频源集中在监视系统处理机中统一处理，实现了分屏显示/画中画/信息叠加等多种灵活的显示方法。3)可靠性高。该系统充分考虑可靠性设计，采用左/右侧向区域与后向全景共3组摄像机组件和一套光电探测设备，对加油对接区域等重要空域留有重叠视场，也可利用光电探测设备提供补充视频输出；采用全景显示器与区域显示器两套显示设备，每一个显示器从硬件上都是双屏独立驱动，两台显示器之间也可以做到所有画面相互调显；监视系统处理机采用IMA架构，提供板卡级的互备份和动态重构。以下结合实施例附图对本申请做进一步描述。附图说明图1是飞机空中加油监视系统构型图2是空中加油监视系统光电探测设备构型图3是空中加油监视系统摄像机组件分系统构型具体实施方式参见附图，首先，结合附图对加油监视系统做进一步说明。本申请的飞机空中加油的监视系统与加油机的航空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞机空中加油的监视系统，与加油机的航空电子系统相关设备交联，其特征在于，该监视系统包括与监视系统处理机交联的显示器、摄像机组件、光电探测设备，所述的监视系统处理机具备受油机特征数据库和图像识别算法，摄像机组件采集加油机附近空域视频信息并将该空域视频信息传递给监视系统处理机，光电探测设备采集并截获受油机的视频信息和方位距离信息，并将该视频信息和方位距离信息传递给监视系统处理机，监视系统处理机将接收的空域视频信息、受油机的视频信息和方位距离信息，根据加载的受油机特征数据库，配合图像识别算法进行处理，将处理后形成的视频信息通过视频总线发送给显示器。/n

【技术特征摘要】
1.一种飞机空中加油的监视系统，与加油机的航空电子系统相关设备交联，其特征在于，该监视系统包括与监视系统处理机交联的显示器、摄像机组件、光电探测设备，所述的监视系统处理机具备受油机特征数据库和图像识别算法，摄像机组件采集加油机附近空域视频信息并将该空域视频信息传递给监视系统处理机，光电探测设备采集并截获受油机的视频信息和方位距离信息，并将该视频信息和方位距离信息传递给监视系统处理机，监视系统处理机将接收的空域视频信息、受油机的视频信息和方位距离信息，根据加载的受油机特征数据库，配合图像识别算法进行处理，将处理后形成的视频信息通过视频总线发送给显示器。


2.如权利要求1所述的飞机空中加油的监视系统，其特征在于，所述的显示器包括一个全景显示器和两个区域显示器，监视处理机将后向180°空域视频信息发送给全景显示器显示；监视处理机将左/右侧向加油吊舱状态、软管收放情况、伞锥位置及对接情况的视频信息以及光电探测设备跟踪画面发送给区域显示器显示。


3.如权利要求1所述的飞机空中加油的监视系统，其特征在于，所述的摄像机组件包括左侧区域摄像机组件、右侧区域摄像机组件、后侧区域摄像机组件和控制板。左侧区域摄像机组件设置在加油机机身后端左侧，采集加油机左侧空域视频信息；右侧区域摄像机组件设置在加油机机身后端右侧，采集加油机右侧空域视频信息；后侧区域摄像机组件设置在加油机后端机腹下，采集加油机后侧空域视频信息；采集的视频信息分别发送给监视处理机；摄像机组件的控制板通过数据总线与监视处理机交联，实现对摄像机组件的控制。


4.如权利要求3所述的飞机空中加油的监视系统，其特征在于，所述的左侧区...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋昕宸，崔宇，李琛峰，贺文韬，赵亚东，
申请(专利权)人：西安飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61