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一种舰载垂直起降侦查校射无人机姿态舰机协同导引方法

阅读：676发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种舰载垂直起降侦查校射无人机姿态舰机协同导引方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种舰载垂直起降侦查校射无人机姿态舰机协同导引方法，具体包括如下步骤：步骤1，设置红外合作靶标；步骤2，获取红外靶标的图像；步骤3，提取红外靶标的图像坐标信息，并与惯性测量信息融合，计算出飞行参数；步骤4，根据步骤3所得结果，确定舰载机着舰导引参数，完成进场着舰。本发明解决了目前采用人工遥控方式进行着舰导引存在的着舰过程困难、安全性低的问题。，下面是一种舰载垂直起降侦查校射无人机姿态舰机协同导引方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种舰载垂直起降侦查校射无人机姿态舰机协同导引方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤1，设置红外合作靶标；
步骤2，获取红外靶标的图像；
步骤3，提取红外靶标的图像坐标信息，并与惯性测量信息融合，计算出飞行参数；
步骤4，根据步骤3所得结果，确定舰载机着舰导引参数，完成进场着舰。
2.根据权利要求1所述的一种舰载垂直起降侦查校射无人机姿态舰机协同导引方法，其特征在于：所述步骤1的具体过程为：
沿航母着降跑道安装四个相对预定着舰点位置已知的红外合作靶标。
3.根据权利要求1所述的一种舰载垂直起降侦查校射无人机姿态舰机协同导引方法，其特征在于：所述步骤2的具体过程为：
光电/惯性组合着舰导引系统利用机载前视红外成像系统实时获取舰上红外合作靶标的高分辨率图像。
4.根据权利要求1所述的一种舰载垂直起降侦查校射无人机姿态舰机协同导引方法，其特征在于：所述步骤3中的飞行参数包括：飞机归航时候的降落点、下滑轨迹、相对跑道中心线的航向角及跑道运动参数。
5.根据权利要求1所述的一种舰载垂直起降侦查校射无人机姿态舰机协同导引方法，其特征在于：所述步骤4的具体过程为：
根据步骤3所得结果，估计跑道运动规律，从而补偿跑道运动的影响，给出舰载机着舰导引参数，并在屏显上显示跑道图像和相应的着舰导引信息，使飞行员正确地操纵舰载机或与舰载机控制系统交连由自动驾驶仪自动完成进场着舰。

说明书全文

一种舰载垂直起降侦查校射无人机姿态舰机协同导引方法

技术领域

[0001] 本发明属于协同引导技术领域，涉及一种舰载垂直起降侦查校射无人机姿态舰机协同导引方法。

背景技术

[0002] 舰载无人机是指装备在水面舰艇上的无人机，目前主要被用来完成中继制导、瞄准打击、环境侦察等危险任务。由于现代海战的战场环境具有作战环境的复杂性和威胁目标的多样性的双重特点，因此使命任务繁重。受战场环境影响，舰载有人机的战场表现灵活性较差。不仅如此，舰载有人机造价昂贵，出勤率有限，在执行高风险作战任务时，还会出现人员伤亡。为了

[0003] 应对上述问题，美国等军事大国先后发展并应用了舰载无人机。海湾战争中，美国海军舰载无人机首次参加了实战；其战场上在侦查、目标指示、火力导引方面的表现非常突出。因此各国也开始加紧了对舰载无人机的发展，并将其视为未来海战中的有效作战单元。旋翼无人机由于自身特点，航程短，速度慢，限制了其进一步的发展；而固定翼无人机在巡航速度和航程等方面相比于旋翼无人机具有较大的优势，但无法做到垂直起降，本文的船载无人机指的是一种复合翼无人机，目前无人机的着舰导引主要是通过甲板工作人员实时精确遥控发送指令信号来完成的。然而，由人工遥控的方式进行着舰导引存在着以下弊端:
(1)人工遥控的导引方式依赖于甲板工作人员的实时操控，往往无法完全解决上文所指出的舰载机着舰过程中的难点，安全性较低。(2)人工遥控的导引方式效率较低，无法满足短时间内多架次降落的作战需求。(3)人工遥控的导引方式需要占用一定的甲板辅助设备。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种舰载垂直起降侦查校射无人机姿态舰机协同导引方法，解决了目前采用人工遥控方式进行着舰导引存在的着舰过程困难、安全性低的问题。

[0005] 本发明所采用的技术方案是，一种舰载垂直起降侦查校射无人机姿态舰机协同导引方法，具体包括如下步骤：

[0006] 步骤1，设置红外合作靶标；

[0007] 步骤2，获取红外靶标的图像；

[0008] 步骤3，提取红外靶标的图像坐标信息，并与惯性测量信息融合，计算出飞行参数；

[0009] 步骤4，根据步骤3所得结果，确定舰载机着舰导引参数，完成进场着舰。

[0010] 本发明的特点还在于：

[0011] 步骤1的具体过程为：

[0012] 沿航母着降跑道安装四个相对预定着舰点位置已知的红外合作靶标。

[0013] 步骤2的具体过程为：

[0014] 光电/惯性组合着舰导引系统利用机载前视红外成像系统实时获取舰上红外合作靶标的高分辨率图像。

[0015] 步骤3中的飞行参数包括：飞机归航时候的降落点、下滑轨迹、相对跑道中心线的航向角及跑道运动参数。

[0016] 步骤4的具体过程为：

[0017] 根据步骤3所得结果，估计跑道运动规律，从而补偿跑道运动的影响，给出舰载机着舰导引参数，并在屏显上显示跑道图像和相应的着舰导引信息，使飞行员正确地操纵舰载机或与舰载机控制系统交连由自动驾驶仪自动完成进场着舰。

[0018] 本发明的有益效果是：本发明提供的协同引导方法大大降低舰载飞机着舰的横向误差与纵向误差，保证舰载飞机高效地完成降落，提高舰载飞机着舰的准确性。此外，本发明将图像坐标信息与惯性测量信息综合，提高系统可靠性和安全性。

具体实施方式

[0019] 下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

[0020] 本发明一种舰载垂直起降侦查校射无人机姿态舰机协同导引方法，具体包括如下步骤：

[0021] 步骤1，沿航母着降跑道安装4个相对预定着舰点位置已知的红外合作靶标；

[0022] 步骤2，光电/惯性组合着舰导引系统利用机载前视红外成像系统实时获取舰上红外合作靶标的高分辨率图像；

[0023] 步骤3，提取靶标的图像坐标信息，并与惯性测量信息融合，计算出飞机归航时候的降落点、下滑轨迹、相对跑道中心线的航向角(简称相对航向角)及跑道运动参数；

[0024] 步骤4，根据步骤3所得结果，估计跑道运动规律，从而补偿跑道运动的影响，给出舰载机着舰导引参数，并在屏显上显示跑道图像和相应的着舰导引信息，使飞行员正确地操纵舰载机或与舰载机控制系统交连由自动驾驶仪自动完成进场着舰。

[0025] 本发明一种舰载垂直起降侦查校射无人机姿态舰机协同导引方法，导引着陆分为以下两个阶段：

[0026] (1)归航。在旋翼模式下点击发送归航指令，无人机将前往所设降落点上空悬停并对准降落平台航向；在固定翼模式下点击发送归航指令，无人机将以所设降落点为圆心进行归航盘旋。若降落平台为移动状态，旋翼模式则无人机将会保持相对距离和航向，始终位于降落点正上方跟随飞行。固定翼模式则无人机将跟随移动飞行。

[0027] (2)降落。在旋翼模式下点击发送降落指令，无人机将前往所设降落点上空悬停并对准降落平台航向后开始下降；在固定翼模式下点击发送降落指令，无人机将以所设动态回收参数执行降落航线，其进近方向与降落平台航向一致(从降落平台后方进近)，到达降落点上方后，若满足转换条件，转换为旋翼模式进行降落。若降落平台为移动状态，旋翼模式与多旋翼机型降落方式一致，固定翼模式执行降落航线后转换降落。

[0028] 本发明一种舰载垂直起降侦查校射无人机姿态舰机协同导引方法在进场归航和降落的时候能够精确地判断出飞机与航空母舰甲板之间的位置，并将位置信息与其归航轨迹进行比较，所得的误差信息在计算机中经引导控制律计算后得到舰载飞机的控制指令，将指令传给飞机，飞机上的飞行控制系统不断纠正归航轨迹，在预定位置降落最终实现安全着陆。

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