一种飞机投放辅助系统及精确投放方法技术方案

本发明专利技术涉及一种飞机投放辅助系统及精确投放方法，包括投放指标检测系统和投放状态监控系统；投放指标检测系统用于得到投放指标检测数据，投放指标检测数据包括待投放物品的种类、数量和是否在位信息、投放口起落架的下放与回收角度信息和飞机姿态、速度、位置信息；并将所述投放指标检测数据发送至投放状态监控系统；投放状态监控系统用于预先设置投放参数；将接收到的投放指标检测数据与预先设置的投放参数及飞机投放位置参数进行对比，判断是否满足投放条件并通过显示模块显示判断结果；解决了现有技术中在飞机空投物品时飞行员无法对空投物品及投放状态实时监控，且投放位置精确度差的问题。精确度差的问题。精确度差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机投放辅助系统及精确投放方法


[0001]本专利技术涉及飞机投放
，尤其涉及一种飞机投放辅助系统及精确投放方法。

技术介绍

[0002]在崎岖复杂的山区或者交通不便的地方，车辆无法正常进出，需要采取飞机空投物品，以保证对人们需求的及时供应。在飞机空投物品时，飞行员需要对飞机投放时的状态，物品在飞机中的状态，以及机舱底板的下放和回收状态，进行精确把握，以保证飞机安全，有效的投放物品，所以需要一套辅助投放系统，以实时监测物品投放时飞机及待投放物品的状态，确保物品安全有效投放。
[0003]另外，在物品投放后，由于受到初始投放高度、速度、角度的影响，被投放物品会出现的落地点范围较大的问题，因此需要预测飞机空中投放物品的落地范围，为实现精确投放，需要一套飞机精确投放方法，以实现精确投放的目的。

技术实现思路

[0004]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种飞机投放辅助系统及精确投放方法,解决了现有技术中在飞机空投物品时飞行员无法对空投物品及投放状态实时监控，且投放位置精确度差的问题。
[0005]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0006]一方面，本专利技术提供一种飞机投放辅助系统，其特征在于：
[0007]包括投放指标检测系统和投放状态监控系统；所述投放指标检测系统与所述投放状态监控系统通过无线WIFI信号进行通信；
[0008]所述投放指标检测系统，用于得到投放指标检测数据，所述投放指标检测数据包括待投放物品的种类、数量和是否在位信息、投放口起落架的下放与回收角度信息和飞机姿态、速度、位置信息；并将所述投放指标检测数据发送至所述投放状态监控系统；
[0009]所述投放状态监控系统，用于：预先设置投放参数，并根据预先设置的所述参数计算得到飞机投放位置参数；将接收到的所述投放指标检测数据与预先设置的所述投放参数及所述飞机投放位置参数进行对比，判断是否满足投放条件并通过显示模块显示判断结果。
[0010]进一步的，所述投放指标检测系统包括第一主处理器、以太网转无线WiFi模块、待投放物检测模块、视频检测模块、起落架收放检测模块和飞机姿态检测模块；
[0011]通过所述待投放物检测模块检测待投放物品的重量，通过视频检测模块检测待投放物品的种类、数量，根据所述待投放物品的重量、种类和数量信息得到所述是否在位信息；通过起落架收放检测模块检测投放口起落架的下放与回收角度；通过飞机姿态检测模块检测飞机的三轴加速度和三轴姿态角，以得到所述飞机姿态、速度和位置信息。
[0012]进一步的，所述待投放物检测模块包括称重传感器、信号变速器、模数转换芯片和
电平转换芯片；所述称重传感器固定安装于机舱投放口的起落架上，将待投放物品的重量转换为相应的电压信号，并将所述电压信号发送至所述信号变速器进行放大；放大之后的所述电压信号经过所述模数转换芯片进行模数转换后发送至所述电平转换芯片进行电平转换；所述电平转换芯片将电平转换之后的所述电压信号发送至所述第一主处理器，所述第一主处理器对所述电压信号进行处理得到所述待投放物品的重量。
[0013]进一步的，所述起落架收放检测模块包括角度传感器、模数转换芯片和电平转换芯片；所述角度传感器固定安装于机舱投放口的起落架上，将飞机所述投放口起落架的角度转换为相应的电压信号，并将所述电压信号发送至所述模数转换芯片进行模数转换后发送至所述电平转换芯片进行电平转换；经过电平转换之后的所述电压信号发送至所述第一主处理器，所述第一主处理器对所述电压信号进行处理得到所述飞机投放口起落架的收放角度。
[0014]进一步的，所述飞机姿态检测模块包括IMU
‑
惯性测量单元；所述IMU
‑
惯性测量单元固定安装于飞机的顶部，通过SPI接口将检测得到的三轴姿态角和加速度发送至所述第一主处理器，所述第一主处理器根据所述三轴姿态角和加速度计算得到所述飞机的飞行速度与位置信息；并判断所述飞机的飞行姿态，若为异常姿态，则进行报警提醒。
[0015]进一步的，所述视频检测模块用于获取机舱内部的画面图像；包括摄像头和HDMI接收器；所述摄像头固定安装于飞机的顶部，所述HDMI接收器将所述摄像头检测到的图像转换为数字信号并发送至所述第一主处理器进行处理，用于识别待投放物品的种类、数量。
[0016]进一步的，所述识别待投放物品的种类、数量，包括以下步骤：
[0017]通过摄像头获取机舱内部画面图像；
[0018]通过图像增强、图像复原、图像编码与压缩和图像分割对所述机舱内部画面图像进行图像处理；
[0019]使用HOG特征提取法，提取所述图像关键特征；采用概率统计的Bayes方法进行分类器设计，根据提取的所述图像关键特征，进行图像识别分类。
[0020]进一步的，所述预先设置投放参数包括：选择飞机投放模式；设置待投放物品信息、待投放物品落地点、飞机投放高度、速度和起落架角度参数；
[0021]所述飞机投放模式包括：悬空水平投放模式、飞行水平投放模式和飞行俯冲投放模式；
[0022]根据预先设置的所述飞机投放高度、速度和起落架角度参数，利用下述公式计算得到所述投放位置与所述落地点的水平距离：
[0023]在悬空水平投放模式：
[0024][0025]在飞行水平投放模式：
[0026][0027]在飞行俯冲投放模式：
[0028][0029]其中，S为投放位置与所述落地点的水平距离，A为起落架与地平面的夹角，V为飞机的飞行速度，g为重力加速度，H为飞机的飞行高度，A1为飞机与地平面的夹角，L为起落架长度；
[0030]基于所述投放位置与所述落地点的水平距离确定是否满足投放条件以进行精确投放。
[0031]另一方面，本专利技术还提供一种飞机精确投放的方法，包括以下步骤：
[0032]选择飞机投放模式，并设置投放参数；所述投放参数包括：待投放物品信息、待投放物品落地点和飞机投放高度、速度和起落架角度；
[0033]通过投放指标检测系统检测待投放物品的种类、数量和是否在位、投放口起落架的下放与回收角度和飞机姿态信息，得到投放指标检测数据；
[0034]通过以太网转无线WiFi模块将所述投放指标检测数据发送至所述投放状态监控系统；
[0035]通过所述投放状态监控系统将接收到的所述投放指标检测数据与预先选择的投放模式及预先设置的投放参数进行对比，判断是否满足投放条件，并通过显示模块显示判断结果；
[0036]若满足投放条件，则对所述待投放物品进行投放；并在投放之后回收所述投放口起落架；
[0037]通过投放指标检测系统检测待投放物品是否在位、投放口起落架的下放与回收角度；若所述起落架的角度为0
°
，且所述待投放物品不在位，则判断投放完成。
[0038]进一步的，所述投放模式包括：悬空水平投放模式、飞行水平投放模式和飞行俯冲投放模式；
[0039]通过下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞机投放辅助系统，其特征在于：包括投放指标检测系统和投放状态监控系统；所述投放指标检测系统与所述投放状态监控系统通过无线WIFI信号进行通信；所述投放指标检测系统，用于得到投放指标检测数据，所述投放指标检测数据包括待投放物品种类、数量和是否在位信息、投放口起落架的下放与回收角度信息和飞机姿态、速度、位置信息；并将所述投放指标检测数据发送至所述投放状态监控系统；所述投放状态监控系统，用于：预先设置投放参数，并根据预先设置的所述参数计算得到飞机投放位置参数；将接收到的所述投放指标检测数据与预先设置的所述投放参数及所述飞机投放位置参数进行对比，判断是否满足投放条件并通过显示模块显示判断结果。2.根据权利要求1所述的飞机投放辅助系统，其特征在于，所述投放指标检测系统包括第一主处理器、以太网转无线WiFi模块、待投放物检测模块、视频检测模块、起落架收放检测模块和飞机姿态检测模块；通过所述待投放物检测模块检测待投放物品的重量，通过视频检测模块检测待投放物品的种类、数量，根据所述待投放物品的重量、种类和数量信息得到所述是否在位信息；通过起落架收放检测模块检测投放口起落架的下放与回收角度；通过飞机姿态检测模块检测飞机的三轴加速度和三轴姿态角以得到所述飞机姿态、速度和位置信息。3.根据权利要求2所述的飞机投放辅助系统，其特征在于，所述待投放物检测模块包括称重传感器、信号变速器、模数转换芯片和电平转换芯片；所述称重传感器固定安装于机舱投放口的起落架上，将待投放物品的重量转换为相应的电压信号，并将所述电压信号发送至所述信号变速器进行放大；放大之后的所述电压信号经过所述模数转换芯片进行模数转换后发送至所述电平转换芯片进行电平转换；所述电平转换芯片将电平转换之后的所述电压信号发送至所述第一主处理器，所述第一主处理器对所述电压信号进行处理得到所述待投放物品的重量。4.根据权利要求2所述的飞机投放辅助系统，其特征在于，所述起落架收放检测模块包括角度传感器、模数转换芯片和电平转换芯片；所述角度传感器固定安装于机舱投放口的起落架上，将飞机所述投放口起落架的角度转换为相应的电压信号，并将所述电压信号发送至所述模数转换芯片进行模数转换后发送至所述电平转换芯片进行电平转换；经过电平转换之后的所述电压信号发送至所述第一主处理器，所述第一主处理器对所述电压信号进行处理得到所述飞机投放口起落架的收放角度。5.根据权利要求2飞机投放辅助系统，其特征在于，所述飞机姿态检测模块包括IMU
‑
惯性测量单元；所述IMU
‑
惯性测量单元固定安装于飞机的顶部，通过SPI接口将检测得到的三轴姿态角和加速度发送至所述第一主处理器，所述第一主处理器根据所述三轴姿态角和加速度计算得到所述飞机的飞行速度与位置信息；并判断所述飞机的飞行姿态，若为异常姿态，则进行报警提醒。6.根据权利要求2所述的飞机投放辅助系统，其特征在于，所述视频检测模块用于获取机...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辰，侯单懿，刘经勇，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：