一种基于光学定位的飞行器空中加油软管控制模拟方法技术

本发明专利技术提供了一种基于光学定位的飞行器空中加油软管控制模拟方法，其提供了加油机

【技术实现步骤摘要】
一种基于光学定位的飞行器空中加油软管控制模拟方法


[0001]本专利技术涉及光通信领域，具体而言，涉及一种基于光学定位的飞行器空中加油软管控制模拟方法
。

技术介绍

[0002]加油机的空中加油定位与软管控制技术在国外早有研究，国内早些年采用的是靠飞行员驾驶加油机与受油机同步，然后手动操控实现加油机输油管与受油机油箱之间的连接，在此过程主要依赖驾驶员的操纵技术实现加油机与受油机之间的高度速度位置等高精度一致同步
。
近年年，国内也开始依靠测量设备与误差反馈实现加油机软管与受油机油箱之间的一致同步
。
其中基于光学靶标与工业相机的光学定位方法是一种低成本而又简单成熟的方法，其中关键技术问题是光学定位解算具有延迟与抖动问题，都会对加油对准带来很大的影响；而高空真实的飞行试验比较昂贵，因此如何在飞行试验之前进行充足的模拟，是非常有价值的问题
。
基于上述背景原因，本专利技术提出了一种光学定位加油软管控制的全过程动态模拟的方法，对其中的抖动
、
延迟问题模拟
、
空间位置动态解算问题都提出了相应的解决方法，具有很高的理论与工程实际价值
。
[0003]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分专利技术的信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于光学定位的飞行器空中加油软管控制模拟方法，进而克服了由于相关技术限制而导致的仓库物品信息需贴近扫描以及对光线要求过高的问题
。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供一种基于光学定位的飞行器空中加油软管控制模拟方法，包括以下六个步骤：
[0006]步骤
S10
，设定加油机的初始位置
、
初始速度的三维坐标以及纵向
、
垂向
、
侧向的三个方向飞行加速度函数；采用随机数生成加油机纵向
、
垂向
、
侧向的抖动加速度，用于模拟加油机飞行过程以及光学定位测量过程产生的抖动影响；根据三个方向的飞行加速度函数与抖动加速度叠加，并叠加三个方向的软管控制加速度，得到加油机纵向
、
垂向
、
侧向的合加速度，然后进行积分，得到加油机纵向速度
、
垂向速度
、
侧向速度；再进行积分得到加油机纵向位置
、
垂向位置
、
侧向位置
。
[0007]步骤
S20
，设定受油机油箱中心的初始位置
、
初始速度的三维坐标以及纵向
、
垂向
、
侧向的三个方向飞行加速度函数；采用随机数生成受油机纵向
、
垂向
、
侧向的抖动加速度，用于模拟受油机飞行过程以及光学定位测量过程产生的抖动影响；根据三个方向的飞行加速度函数与抖动加速度叠加，得到受油机纵向
、
垂向
、
侧向的合加速度，然后进行积分，得到受油机纵向速度
、
垂向速度
、
侧向速度；再进行积分得到受油机油箱中心纵向位置
、
垂向位置
、
侧向位置
。
[0008]步骤
S30
，设置软管的初始位置为
0、
初始速度为零，根据三个方向的软管控制加速度进行积分，得到软管中心的纵向速度
、
垂向速度
、
侧向速度；再进行积分得到软管中心的纵向位置
、
垂向位置与侧向位置；然后根据软管分开解算标志叠加加油机的纵向位置
、
垂向位置
、
侧向位置，得到软管中心纵向总位置，软管中心垂向总位置
、
软管中心侧向总位置
。
[0009]步骤
S40
，根据所述的软管中心纵向总位置
、
软管中心垂向总位置
、
软管中心侧向总位置以及受油机油箱中心纵向位置
、
垂向位置
、
侧向位置，首先叠加光学定义测量误差，得到光学定位纵向误差信号
、
光学定位垂向误差信号
、
光学定位侧向误差信号；再建立一阶延迟与纯延迟混合模拟光学定位解算的解算时间延迟，得到光学定位纵向误差延迟信号
、
光学定位垂向误差延迟信号
、
光学定位侧向误差延迟信号
。
[0010]步骤
S50
，根据所述的三个方向的光学定位纵向误差信号以及光学定位延迟的时间周期数，进行积分迭代，得到三个方向的光学定位误差积分信号；然后根据所述的三个方向的光学定位纵向误差延迟信号以及三个方向的光学定位纵向误差信号求解三个方向的光学定位误差纯延迟微分近似模拟信号与三个方向的光学定位误差惯性延迟微分近似模拟信号
。
[0011]步骤
S60
，根据所述的光学定位纵向误差延迟信号
、
光学定位垂向误差延迟信号
、
光学定位侧向误差延迟信号
、
三个方向的光学定位误差积分信号
、
三个方向的光学定位误差纯延迟微分近似模拟信号与三个方向的光学定位误差惯性延迟微分近似模拟信号，进行叠加得到三个方向的软管控制加速度信号，输送给软管控制系统，实现软管的控制与位置迭代解算，从而完成整个控制加油的光学定位解算模拟
。
[0012]在本专利技术的一种示例实施例中，根据三个方向的飞行加速度函数与抖动加速度叠加，并叠加三个方向的软管控制加速度，得到加油机纵向
、
垂向
、
侧向的合加速度，然后进行积分，得到加油机纵向速度
、
垂向速度
、
侧向速度；再进行积分得到加油机纵向位置
、
垂向位置
、
侧向位置包括：
[0013]a
jdx
＝
r
jdx
[f
rand
(t)
‑
0.5][0014]a
jdy
＝
r
jdy
[f
rand
(t)
‑
0.5]；
[0015]a
jdz
＝
r
jdz
[f
rand
(t)
‑
0.5][0016]a
jxh
＝
a
jx
+a
jdx
+(1
‑
k
b
)u
rx
；
[0017]a
jyh
=a
jy...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于光学定位的飞行器空中加油软管控制模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
S10
，设定加油机的初始位置
、
初始速度的三维坐标以及纵向
、
垂向
、
侧向的三个方向飞行加速度函数；采用随机数生成加油机纵向
、
垂向
、
侧向的抖动加速度，用于模拟加油机飞行过程以及光学定位测量过程产生的抖动影响；根据三个方向的飞行加速度函数与抖动加速度叠加，并叠加三个方向的软管控制加速度，得到加油机纵向
、
垂向
、
侧向的合加速度，然后进行积分，得到加油机纵向速度
、
垂向速度
、
侧向速度；再进行积分得到加油机纵向位置
、
垂向位置
、
侧向位置；步骤
S20
，设定受油机油箱中心的初始位置
、
初始速度的三维坐标以及纵向
、
垂向
、
侧向的三个方向飞行加速度函数；采用随机数生成受油机纵向
、
垂向
、
侧向的抖动加速度，用于模拟受油机飞行过程以及光学定位测量过程产生的抖动影响；根据三个方向的飞行加速度函数与抖动加速度叠加，得到受油机纵向
、
垂向
、
侧向的合加速度，然后进行积分，得到受油机纵向速度
、
垂向速度
、
侧向速度；再进行积分得到受油机油箱中心纵向位置
、
垂向位置
、
侧向位置；步骤
S30
，设置软管的初始位置为
0、
初始速度为零，根据三个方向的软管控制加速度进行积分，得到软管中心的纵向速度
、
垂向速度
、
侧向速度；再进行积分得到软管中心的纵向位置
、
垂向位置与侧向位置；然后根据软管分开解算标志叠加加油机的纵向位置
、
垂向位置
、
侧向位置，得到软管中心纵向总位置，软管中心垂向总位置
、
软管中心侧向总位置；步骤
S40
，根据所述的软管中心纵向总位置
、
软管中心垂向总位置
、
软管中心侧向总位置以及受油机油箱中心纵向位置
、
垂向位置
、
侧向位置，首先叠加光学定义测量误差，得到光学定位纵向误差信号
、
光学定位垂向误差信号
、
光学定位侧向误差信号；再建立一阶延迟与纯延迟混合模拟光学定位解算的解算时间延迟，得到光学定位纵向误差延迟信号
、
光学定位垂向误差延迟信号
、
光学定位侧向误差延迟信号；步骤
S50
，根据所述的三个方向的光学定位纵向误差信号以及光学定位延迟的时间周期数，进行积分迭代，得到三个方向的光学定位误差积分信号；然后根据所述的三个方向的光学定位纵向误差延迟信号以及三个方向的光学定位纵向误差信号求解三个方向的光学定位误差纯延迟微分近似模拟信号与三个方向的光学定位误差惯性延迟微分近似模拟信号；步骤
S60
，根据所述的光学定位纵向误差延迟信号
、
光学定位垂向误差延迟信号
、
光学定位侧向误差延迟信号
、
三个方向的光学定位误差积分信号
、
三个方向的光学定位误差纯延迟微分近似模拟信号与三个方向的光学定位误差惯性延迟微分近似模拟信号，进行叠加得到三个方向的软管控制加速度信号，输送给软管控制系统，实现软管的控制与位置迭代解算，从而完成整个控制加油的光学定位解算模拟
。2.
根据权利要求1所述的一种基于光学定位的飞行器空中加油软管控制模拟方法，其特征在于，根据三个方向的飞行加速度函数与抖动加速度叠加，并叠加三个方向的软管控制加速度，得到加油机纵向
、
垂向
、
侧向的合加速度，然后进行积分，得到加油机纵向速度
、
垂向速度
、
侧向速度；再进行积分得到加油机纵向位置
、
垂向位置
、
侧向位置包括：
a
jxh
＝
a
jx
+a
jdx
+(1
‑
k
b
)u
rx
；
a
jyh
＝
a
jy
+a
jdy
+(1
‑
k
b
)u
ry
；
a
jzh
＝
a
jz
+a
jdz
+(1
‑
k
b
)u
rz
；；；；；；其中
(x
j0
,y
j0
,z
j0
)
为加油机的初始位置三维坐标为，
(v
jx0
,v
jy0
,v
jz0
)
为加油机的初始速度三维分量；
a
jx
,a
jy
,a
jz
为加油机的纵向
、
垂向
、
侧向的三个方向飞行加速度函数函数，根据飞行情况进行设置；
f
rand
(t)
为0与1之间的随机数；
a
jdx
为加油机的纵向抖动加速度；
r
jdx
为加油机纵向抖动幅值，为常数；
a
jdy
为加油机的垂向抖动加速度；
r
jdy
为加油机垂向抖动幅值，为常数；
a
jdz
为加油机的侧向抖动加速度；
r
jdz
为加油机侧向抖动幅值，为常数；
u
rx
为软管纵向控制加速度；
u
ry
为软管垂向控制加速度；
u
rz
为软管侧向控制加速度；
a

【专利技术属性】
技术研发人员：杨维松，王泽慧，丁光超，王士星，宋婉晴，江式伟，
申请(专利权)人：山东省维天雷泽光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：