[go: up one dir, main page]

RU2018785C1 - Flying vehicles automatic landing system - Google Patents

Flying vehicles automatic landing system Download PDF

Info

Publication number
RU2018785C1
RU2018785C1 SU4790177A RU2018785C1 RU 2018785 C1 RU2018785 C1 RU 2018785C1 SU 4790177 A SU4790177 A SU 4790177A RU 2018785 C1 RU2018785 C1 RU 2018785C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
outputs
coordinator
digital computer
output
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.В. Зиновьев
В.М. Гребенников
В.Н. Глот
Е.В. Коротаев
В.П. Пасюк
Original Assignee
Зиновьев Аркадий Васильевич
Гребенников Виктор Михайлович
Глот Владимир Николаевич
Коротаев Евгений Владимирович
Пасюк Виктор Павлович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Зиновьев Аркадий Васильевич, Гребенников Виктор Михайлович, Глот Владимир Николаевич, Коротаев Евгений Владимирович, Пасюк Виктор Павлович filed Critical Зиновьев Аркадий Васильевич
Priority to SU4790177 priority Critical patent/RU2018785C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2018785C1 publication Critical patent/RU2018785C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: automatics. SUBSTANCE: flying vehicle is drawn into the region of supposed landing at preset height by means of correlation-extremal-navigation system or other navigation means. When preset ranging is achieved, pilot coincides center of raster of videocontrol unit with calculated point of landing by means of manual control unit. In this case optical axes of TV coordinator and laser range finder are guided, and reference image is introduced into memory unit of correlator of TV coordinator. After that chosen area is tracked of underlying surface by means of correlation due to TV coordinator in automatic tracking. Angles of sight are measured, which are used for forming automatic control of flying vehicle. EFFECT: improved precision; improved reliability; improved noise immunity. 2 dwg

Description

Изобретение относится к системам автоматической посадки летательных аппаратов и может быть использовано для автоматической посадки как пилотируемых, так и беспилотных летательных аппаратов, а также воздушно-космических летательных аппаратов. The invention relates to systems for the automatic landing of aircraft and can be used for automatic landing of both manned and unmanned aerial vehicles, as well as aerospace aircraft.

Известна система автоматической посадки летательного аппарата, основанная на распознавании и выделении образа объекта на окружающем фоне и отслеживании выбранного объекта, содержащая последовательно соединенные инерциальную навигационную систему, систему распознавания и отслеживания образа, бортовую цифровую вычислительную систему, схему формирования приоритетов, причем с первого выхода которой информация поступает на вход бортовой цифровой вычислительной машины и на входы системы распознавания и отслеживания образа, выход которой соединен с входом схемы формирования приоритетов. В схеме имеется задатчик траектории, информация с выходов которого поступает на вход системы распознавания и отслеживания образов. A known system of automatic landing of an aircraft based on recognition and highlighting of an object’s image against the surrounding background and tracking of a selected object, containing a series-connected inertial navigation system, an image recognition and tracking system, an on-board digital computer system, a priority generation circuit, and from the first output of which information arrives at the input of the on-board digital computer and at the inputs of the image recognition and tracking system, the output of which oh connected to the input circuit forming priorities. The circuit has a trajectory adjuster, the information from the outputs of which is fed to the input of the pattern recognition and tracking system.

Недостатками известной системы являются:
- недостаточная автономность системы, так как для ее функционирования требуется установка специальных контрольных ориентиров. Это обстоятельство не позволяет выполнять посадку на необорудованные аэродромы и площадки, что значительно сужает диапазон ее применения;
- низкая помехозащищенность устройства слежения, т.к. при изменении расположения ориентиров либо при изчезновении одного или появления дополнительного ориентира происходит срыв слежения;
- жесткие требования по точности вывода ЛА в створ взлетно посадочной полосы;
- отсутствие учета угла атаки при снижении по траектории, что приводит к недостаточной точности вывода самолета в заданную точку посадки.The disadvantages of the known system are:
- insufficient autonomy of the system, since its functioning requires the installation of special benchmarks. This fact does not allow landing on unequipped airfields and sites, which significantly narrows the range of its application;
- low noise immunity of the tracking device, as when changing the location of landmarks or when one disappears or the appearance of an additional landmark, the tracking breaks down;
- stringent requirements for the accuracy of the withdrawal of aircraft in the target runway;
- the lack of accounting for the angle of attack with a decrease along the trajectory, which leads to insufficient accuracy of the aircraft at a given landing point.

Целью изобретения является повышение автономности, точности и помехозащищенности, а также повышение надежности системы автоматической посадки. The aim of the invention is to increase autonomy, accuracy and noise immunity, as well as improving the reliability of the automatic landing system.

Цель достигается тем, что в систему автоматической посадки, содержащую последовательно соединенные инерциальную навигационную систему, систему распознавания и отслеживания образа, бортовую цифровую вычислительную машину, корреляционно-экстремальную навигационную систему, один выход которой подключен к входу бортовой цифровой вычислительной машины, другой подключен к одному из входов схемы формирования приоритетов, выходы которой подключены к входам системы распознавания и отслеживания образа, один из выходов которой подключен к входу схемы формирования приоритетов, другие входы которой соединены с выходами задатчика траектории, введены телевизионный координатор с корреляционной обработкой информации с угломерным блоком и импульсный лазерный дальномер, установленные на подвижной платформе с сервоприводом, а также видеоконтрольное устройство, устройство ручного управления и переключатель режимов работ, причем выход импульсного лазерного дальномера и выходы угломерного блока через первую группу замыкающих контактов переключателя режима работы подключены к соответствующим входам бортовой цифровой вычислительной машины, выходы задатчика траектории через первую группу размыкающих контактов переключателя режима работы подключены к входам системы распознавания и отслеживания образов и входам сервопривода подвижной платформы, дополнительно соединенные через вторую группу замыкающих контактов переключателя режимов работы с выходами устройства ручного управления, при этом выходы системы распознавания и отслеживания образов подключены к входам бортовой цифровой вычислительной машины через вторую группу размыкающих контактов переключателя режимов работы, видеовыход телевизионного координатора с корреляционной обработкой подключен к входу видеоконтрольного устройства, а следящий выход телевизионного координатора с корреляционной обработкой соединен с входом сервопривода подвижной платформы. The goal is achieved by the fact that in an automatic landing system containing a serially connected inertial navigation system, an image recognition and tracking system, an onboard digital computer, an extreme correlation navigation system, one output of which is connected to the input of an onboard digital computer, the other is connected to one of inputs of the priority formation circuit, the outputs of which are connected to the inputs of the recognition and image tracking system, one of the outputs of which is connected to an ode to the priority formation scheme, the other inputs of which are connected to the outputs of the trajectory setter, a television coordinator with correlation processing of information with a goniometer block and a pulsed laser range finder installed on a movable platform with a servo drive, as well as a video monitoring device, a manual control device and a switch of operation modes, are introduced the output of the pulsed laser rangefinder and the outputs of the goniometer block through the first group of make contacts of the mode switch are connected to to the corresponding inputs of the on-board digital computer, the outputs of the trajectory setter through the first group of NC contacts of the mode switch are connected to the inputs of the pattern recognition and tracking system and the servo inputs of the mobile platform, additionally connected through the second group of NC contacts of the mode switch with the outputs of the manual control device, the outputs of the pattern recognition and tracking system are connected to the inputs of the on-board digital computer Without the second group of NC contacts of the mode switch, the video output of the television coordinator with correlation processing is connected to the input of the video monitoring device, and the tracking output of the television coordinator with correlation processing is connected to the input of the servo drive of the mobile platform.

Схема системы представлена на фиг.1; пространственное положение летательного аппарата приведено на фиг.2. The system diagram is presented in figure 1; the spatial position of the aircraft is shown in figure 2.

Система содержит инерциальную навигационную систему 1, систему 2 распознавания и отслеживания образа, бортовую цифровую вычислительную машину 3, корреляционно-экстремальную навигационную систему 4, схему формирования приоритетов 5, задатчик траектории 6, телевизионный координатор 7, импульсный лазерный дальномер 8, установленные на одной платформе 9, оборудованной сервоприводом 10 и угломерным устройством 11, переключатель 12 режимов работы, видеоконтрольное устройство 13, устройство 14 ручного управления, управляемого летчиком 15. The system contains an inertial navigation system 1, an image recognition and tracking system 2, an on-board digital computer 3, an extreme correlation navigation system 4, a priority formation scheme 5, a trajectory adjuster 6, a television coordinator 7, a pulsed laser range finder 8, mounted on one platform 9 equipped with a servo drive 10 and a goniometer device 11, a switch 12 operating modes, a video monitoring device 13, a manual control device 14, controlled by a pilot 15.

Система работает следующим образом. The system operates as follows.

С помощью корреляционно-экстремальной системы 4 или других навигационных средств летательный аппарат выводится в район предполагаемой посадки на заданной высоте. По достижении заданной дальности включается задатчик траектории 6, который осуществляет предварительную ориентацию системы 2 распознавания и отслеживания подвижной платформы 9. В случае посадки на необорудованный аэродром или площадку или выхода из строя группы контрастных ориентиров, а также в случае плохой видимости летчик ставит переключатель 12 режимов работ в положение "Посадка по ТК", при этом размыкается одна группа контактов и замыкается другая группа контактов. Летчик по изображению участка подстилающей поверхности, поступающего с видеоконтрольного устройства 13, с помощью устройства 14 ручного управления совмещает оптическую ось телевизионного координатора 7 с некоторой точкой на предполагаемой взлетно-посадочной полосе, выбранной с учетом этапа выравнивания. После задания таким образом точки приземления телевизионный координатор 7 переводится в режим слежения. Изображение выбранного участка подстилающей поверхности, полученное в этот момент, запоминается в памяти телевизионного координатора 7 и является эталонным. Далее текущее изображение корреляционным способом сравнивается с эталонным, вырабатывается сигнал рассогласования и осуществляется коррекция телевизионного координатора 7 путем разворота его оптической оси, т.е. телевизионный координатор 7 постоянно направлен на выбранный участок подстилающей поверхности. Сигналы, пропорциональные текущим значениям углов визирования μ и ν с выхода угломерного устройства 11 и сигнал, пропорциональный дальности d с выхода лазерного дальномера 8, поступают на соответствующие входы бортовой цифровой вычислительной машины 3 для формирования сигналов управления летательного аппарата заданного угла тангажа
Vз = θз + μ и заданного путевого угла
Ψз = φ + ν , где θз - заданный угол наклона траектории;
φ - сигнал рассогласования между текущим курсом самолета и курсом посадочной площадки;
μ - угол визирования в вертикальной плоскости - угол между проекцией продольной оси самолета и оптической оси телевизионного координатора 7 на вертикальную плоскость;
ν - угол визирования в боковой плоскости - угол между проекциями продольной оси самолета и оптической оси телевизионного координатора 7 на горизонтальную плоскость.Using the correlation-extreme system 4 or other navigational aids, the aircraft is displayed in the area of the proposed landing at a given height. Upon reaching the specified range, the trajectory switch 6 is turned on, which carries out preliminary orientation of the recognition and tracking system 2 of the mobile platform 9. In case of landing on an unequipped airfield or site or failure of a group of contrasting landmarks, as well as in case of poor visibility, the pilot sets the switch 12 operation modes to the “Landing on TC” position, one contact group is opened and another contact group is closed. Using the manual control device 14, the pilot, using the image of the underlying surface area coming from the video monitoring device 13, combines the optical axis of the television coordinator 7 with a certain point on the proposed runway selected taking into account the leveling stage. After setting the touchdown point in this way, the television coordinator 7 is put into tracking mode. The image of the selected area of the underlying surface obtained at this moment is stored in the memory of the television coordinator 7 and is a reference. Next, the current image is compared in a correlation way with the reference one, a mismatch signal is generated, and the television coordinator 7 is corrected by turning its optical axis, i.e. the television coordinator 7 is constantly directed to a selected area of the underlying surface. Signals proportional to the current values of the viewing angles μ and ν from the output of the goniometer 11 and a signal proportional to the range d from the output of the laser range finder 8 are fed to the corresponding inputs of the on-board digital computer 3 for generating control signals of the aircraft of a given pitch angle
V s = θ s + μ and a given direction angle
Ψ s = φ + ν, where θ s is the given angle of inclination of the trajectory;
φ is the error signal between the current course of the aircraft and the course of the landing site;
μ is the angle of sight in the vertical plane is the angle between the projection of the longitudinal axis of the aircraft and the optical axis of the television coordinator 7 on a vertical plane;
ν is the angle of sight in the lateral plane is the angle between the projections of the longitudinal axis of the aircraft and the optical axis of the television coordinator 7 on a horizontal plane.

Следует отметить , что при таком способе формирования Vз и Ψзобеспечивается выполнение равенства α = μ (α - угол атаки) и β = ν (β - угол скольжения), что означает, что вектор скорости летательного аппарата совмещается с оптической осью телевизионного координатора 7. Таким образом, летательный аппарат летит точно по заданной траектории. Сигнал, пропорциональный дальности d, до расчетной точки поступает с выхода лазерного дальномера 8 на первый выход бортовой вычислительной машины 3 для формирования сигналов начала снижения и начала выравнивания, а также для обеспечения сочленения глиссады с осью взлетно-посадочной полосы при помощи экспоненты:
θз= θoe

Figure 00000001

В случае использования системы на беспилотном летательном аппарате сигнал изображения участка подстилающей поверхности передается по линии связи на видеоконтрольное устройство, расположенное на наземном пункте управления, оператор которого, используя это изображение, управляет по линии связи сервоприводом платформой 9 с целью совмещения оптической оси телевизионного координатора 7 и выбранной точки приземления.It should be noted that with this method of forming V z and Ψ z , the equality α = μ (α is the angle of attack) and β = ν (β is the angle of glide), which means that the speed vector of the aircraft is combined with the optical axis of the television coordinator 7. Thus, the aircraft flies exactly along a given path. A signal proportional to the distance d reaches the calculated point from the output of the laser range finder 8 to the first output of the on-board computer 3 to generate signals for the beginning of descent and the beginning of leveling, as well as to ensure the articulation of the glide path with the axis of the runway using the exponent:
θ s = θ o e
Figure 00000001

In the case of using the system on an unmanned aerial vehicle, an image signal of a portion of the underlying surface is transmitted via a communication line to a video monitoring device located at a ground control station, the operator of which, using this image, controls a servo-drive platform 9 through a communication line to align the optical axis of the television coordinator 7 and the selected touchdown point.

Claims (1)

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОСАДКИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ, содержащая последовательно соединенные инерционную навигационную систему, систему распознавания и отслеживания образа, бортовую цифровую вычислительную машину, корреляционно-экстремальную навигационную систему, один выход которой подключен к входу бортовой цифровой вычислительной машины, а другой подключен к одному из входов схемы формирования приоритетов, выходы которой подключены к входам системы распознавания и отслеживания образа, один из выходов которой подключен к входу схемы формирования приоритетов, другие входы которой соединены с выходами задатчика траектории, отличающаяся тем, что, с целью повышения автономности, точности, помехозащищенности и надежности системы автоматической посадки летательных аппаратов, в нее введены телевизионный координатор с корреляционной обработкой информации с угломерным блоком и импульсный лазерный дальномер, установленные на подвижной платформе с сервоприводом, а также видеоконтрольное устройство, устройство ручного управления и переключатель режимов работ, причем выход импульсного лазерного дальномера и выходы угломерного блока через первую группу замыкающих контактов переключателя режима работы подключены к соответствующим входам бортовой цифровой вычислительной машины, выходы задатчика траектории через первую группу размыкающих контактов переключателя режима работ подключены к входам системы распознавания и отслеживания образов и входам сервопривода подвижной платформы, дополнительно соединенным через вторую группу замыкающих контактов переключателя режима работы с выходами устройства ручного управления, при этом выходы системы распознавания и отслеживания образов подключены к входам бортовой цифровой вычислительной машины через вторую группу размыкающих контактов переключателя режимов работы, ведеовыход телевизионного координатора с корреляционной обработкой подключен к входу видеоконтрольного устройства, а следующий выход телевизионного коррдинатора с корреляционной обработкой соединен с входами сервопривода подвижной платформы. Aircraft landing system, which contains a series-connected inertial navigation system, an image recognition and tracking system, an on-board digital computer, an extreme correlation-navigation system, one output of which is connected to the input of an on-board digital computer, and the other is connected to one of the inputs of the formation circuit priorities, the outputs of which are connected to the inputs of the recognition and image tracking system, one of the outputs of which is connected to the input priority formation scheme, the other inputs of which are connected to the outputs of the trajectory master, characterized in that, in order to increase the autonomy, accuracy, noise immunity and reliability of the aircraft automatic landing system, a television coordinator with correlation processing of information with an angular block and a pulsed laser range finder are introduced into it mounted on a movable platform with a servo drive, as well as a video monitoring device, a manual control device and a switch of operating modes, I have the output of a pulsed laser range finder and the outputs of the goniometer block through the first group of make contacts of the operating mode switch connected to the corresponding inputs of the on-board digital computer, the outputs of the path setter through the first group of make contacts of the operation mode switch are connected to the inputs of the pattern recognition and tracking system and the inputs of the movable platform servo additionally connected through the second group of NO contacts of the mode switch with the outputs of the device manual control, while the outputs of the pattern recognition and tracking system are connected to the inputs of the on-board digital computer through the second group of disconnecting contacts of the mode switch, the output of the television coordinator with correlation processing is connected to the input of the video monitoring device, and the next output of the television coordinator with correlation processing is connected to servo inputs of a mobile platform.
SU4790177 1990-02-12 1990-02-12 Flying vehicles automatic landing system RU2018785C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4790177 RU2018785C1 (en) 1990-02-12 1990-02-12 Flying vehicles automatic landing system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4790177 RU2018785C1 (en) 1990-02-12 1990-02-12 Flying vehicles automatic landing system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2018785C1 true RU2018785C1 (en) 1994-08-30

Family

ID=21495574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4790177 RU2018785C1 (en) 1990-02-12 1990-02-12 Flying vehicles automatic landing system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2018785C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2181333C2 (en) * 2000-04-17 2002-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХКОМТЕХ" Unmanned multimode highly-maneuverable flying vehicle
RU2208555C2 (en) * 2001-10-11 2003-07-20 Николаев Роберт Петрович Method of landing flying vehicle
RU2240589C1 (en) * 2003-07-31 2004-11-20 Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" Method for automatic control of aircraft at approach to runway line
RU2278060C1 (en) * 2005-08-12 2006-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "АЛЬТОНИКА" (ООО "АЛЬТОНИКА") Method of landing of unmanned flying vehicle
RU2466355C1 (en) * 2011-07-06 2012-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" Method of obtaining navigation information for automatic landing of unmanned aerial vehicle
CN106323332A (en) * 2016-08-09 2017-01-11 安庆建金智能科技有限公司 Airplane-descending auxiliary device with laser detection device
RU2615587C1 (en) * 2016-03-18 2017-04-05 Общество с ограниченной ответственностью "ЛЕ ТАЛО РОБОТИКС" Method of accurate landing of unmanned aircraft
RU2727044C1 (en) * 2019-11-15 2020-07-17 Публичное акционерное общество "Межрегиональная распределительная сетевая компания Центра" Method of accident-free landing of unmanned aerial vehicle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США N 4385354, кл.364-429, 1983. *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2181333C2 (en) * 2000-04-17 2002-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХКОМТЕХ" Unmanned multimode highly-maneuverable flying vehicle
RU2208555C2 (en) * 2001-10-11 2003-07-20 Николаев Роберт Петрович Method of landing flying vehicle
RU2240589C1 (en) * 2003-07-31 2004-11-20 Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" Method for automatic control of aircraft at approach to runway line
RU2278060C1 (en) * 2005-08-12 2006-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "АЛЬТОНИКА" (ООО "АЛЬТОНИКА") Method of landing of unmanned flying vehicle
RU2466355C1 (en) * 2011-07-06 2012-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" Method of obtaining navigation information for automatic landing of unmanned aerial vehicle
RU2615587C1 (en) * 2016-03-18 2017-04-05 Общество с ограниченной ответственностью "ЛЕ ТАЛО РОБОТИКС" Method of accurate landing of unmanned aircraft
RU2615587C9 (en) * 2016-03-18 2017-08-02 Общество с ограниченной ответственностью "ЛЕ ТАЛО РОБОТИКС" Method of accurate landing of unmanned aircraft
WO2017160192A1 (en) * 2016-03-18 2017-09-21 Павел Константинович ГЕРАСИМОВ Method for precision landing an unmanned aerial vehicle
CN106323332A (en) * 2016-08-09 2017-01-11 安庆建金智能科技有限公司 Airplane-descending auxiliary device with laser detection device
RU2727044C1 (en) * 2019-11-15 2020-07-17 Публичное акционерное общество "Межрегиональная распределительная сетевая компания Центра" Method of accident-free landing of unmanned aerial vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5235513A (en) Aircraft automatic landing system
EP1160541B1 (en) Integrated vision system
CN113110529B (en) Unmanned aerial vehicle long-distance composite autonomous navigation landing system and method in complex environment
US6889941B1 (en) Aircraft formation/refueling guidance system
US11175135B2 (en) Aerial survey image capture systems and methods
US5716032A (en) Unmanned aerial vehicle automatic landing system
US8554395B2 (en) Method and system for facilitating autonomous landing of aerial vehicles on a surface
US6172747B1 (en) Airborne video tracking system
US4385354A (en) Automatically landing an aircraft
WO2008100337A2 (en) Precision approach control
JPH03213498A (en) Optoelectronic systems to assist air attack and navigation missions
KR101925366B1 (en) electronic mapping system and method using drones
CN109581456A (en) Unmanned plane Laser navigation system based on Position-Sensitive Detector
RU2018785C1 (en) Flying vehicles automatic landing system
US3005185A (en) Airborne approach aid
EP3608633A1 (en) System and method for guiding a vehicle along a travel path
JP2019016197A (en) Moving entity induction system
CN118192640A (en) Unmanned aerial vehicle accurate landing control system
RU2542820C2 (en) Aircraft landing process
US3237194A (en) Image producing apparatus
CN113932804B (en) Positioning method combining airport runway vision and GNSS/inertial navigation
CN113671981B (en) Remote laser guidance aircraft control system and control method thereof
US20220260996A1 (en) Methods and systems for searchlight control for aerial vehicles
US3423051A (en) Homing system for aircraft
RU2466355C1 (en) Method of obtaining navigation information for automatic landing of unmanned aerial vehicle