[go: up one dir, main page]

RU2279999C2 - Method of observation of objects from remotely-piloted flying vehicle, remotely-piloted flying vehicle and its observation frame-type system - Google Patents

Method of observation of objects from remotely-piloted flying vehicle, remotely-piloted flying vehicle and its observation frame-type system Download PDF

Info

Publication number
RU2279999C2
RU2279999C2 RU2003137744/11A RU2003137744A RU2279999C2 RU 2279999 C2 RU2279999 C2 RU 2279999C2 RU 2003137744/11 A RU2003137744/11 A RU 2003137744/11A RU 2003137744 A RU2003137744 A RU 2003137744A RU 2279999 C2 RU2279999 C2 RU 2279999C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cameras
personnel
field
frame
uav
Prior art date
Application number
RU2003137744/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003137744A (en
Inventor
ков Николай Валерьевич Чист (RU)
Николай Валерьевич Чистяков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Новик-XXI век"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Новик-XXI век" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Новик-XXI век"
Priority to RU2003137744/11A priority Critical patent/RU2279999C2/en
Publication of RU2003137744A publication Critical patent/RU2003137744A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2279999C2 publication Critical patent/RU2279999C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: unmanned flying vehicles used for air observation of areas and objects located on them.
SUBSTANCE: observation is carried out with the aid of frame-type observation system. Image of object is transmitted from remotely-controlled flying vehicle at present time. In the course of observation, cameras of frame-type observation system with different fields of vision are changed-over. Flying vehicle is controlled in heading holding the image of object in vertical center line of frame. Cameras are changed-over when images of one field of vision of one camera shift to field of vision of next camera. When image gets in field of vision with narrower field of vision, frame is stored. Coordinates of object are calculated by position of image in stored frame, coordinates and angles of orientation of flying vehicle. Flying vehicle has fuselage, wing or another lifting system, power plant, control system with command radio line receiver, frame-type observation system and information signal transmitting system. Frame-type observation system consists of one or more TV and/or infra-red cameras; this system is arranged inside fuselage. Optical axes of cameras are fixed in plane of vertical symmetry of flying vehicle and are oriented forward and downward at different angles from 0 to 90° relative to its vertical axis. Fields of vision of cameras have different width. Cameras with more sloping orientation of optical axes have equal or wider field of vision as compared with cameras at lesser sloping of orientation.
EFFECT: reduced mass and overall dimensions and cost at simultaneous enhanced aerodynamics.
5 cl, 5 dwg

Description

Заявляемое техническое решение относится к беспилотным летательным аппаратам, предназначенным для наблюдения с воздуха за отдельными участками местности и объектами на ней при решении природоохранных, пожароохранных и иных задач.The claimed technical solution relates to unmanned aerial vehicles designed to monitor from the air over certain sections of the terrain and objects on it when solving environmental, fire and other tasks.

Для наблюдения местности и расположенных на ней объектов широко применяются беспилотные летательные аппараты (БЛА или БПЛА), известные как дистанционно пилотируемые летательные аппараты (ДПЛА), описанные в книге А.С.Новоселова, В.Е.Болнокина, П.И.Чинаева и А.Н.Юрьева "Системы адаптивного управления летательными аппаратами", изданной в Москве издательством "Машиностроение" в 1987 году, стр.36. Особенностью ДПЛА, выделяющей их из общего множества беспилотных летательных аппаратов, является возможность дистанционного управления в процессе полета летательным аппаратом и его оборудованием по командам оператора ДПЛА, находящегося на наземном пункте дистанционного управления.To observe the terrain and the objects located on it, unmanned aerial vehicles (UAVs or UAVs), commonly known as remotely piloted aircraft (UAVs), described in the book by A.S. Novoselov, V.E. Bolnokin, P.I. Chinaev and A.N. Yuryeva "Adaptive Aircraft Control Systems", published in Moscow by the publishing house "Mechanical Engineering" in 1987, p. 36. A feature of the UAV, which distinguishes them from the total set of unmanned aerial vehicles, is the ability to remotely control the aircraft and its equipment during the flight according to the commands of the operator of the UAV located at the ground control point.

Известен способ дистанционного определения координат местоположения наземного объекта по патенту РФ №2182713 от 28.03.2000 г., МПК 7 G 01 S 13/06, опубликованному 20.05.2002 г. в бюллетене №14. Способ осуществляют с применением системы обзора, установленной на ДПЛА с возможностью поворота в вертикальной плоскости и стабилизированной по крену, позволяющей получать сигналы изображения участка местности, находящегося в поле зрения системы обзора. На ДПЛА установлены также приемник системы спутниковой навигации, магнитный компас, гировертикаль, измеритель угла отклонения системы обзора и барометрический высотомер. В полете ДПЛА на нем стабилизируют систему обзора по углу крена, с помощью системы обзора получают сигналы изображения участка местности, при этом в вычислитель предварительно вводят цифровую карту местности района, в котором запланирован полет ДПЛА, далее на наземном пункте значения географических широты и долготы местоположения наземного объекта.A known method for remote location coordinates of a ground object according to the patent of the Russian Federation No. 2182713 dated 03/28/2000, IPC 7 G 01 S 13/06, published on 05/20/2002 in bulletin No. 14. The method is carried out using a viewing system mounted on a UAV with the ability to rotate in a vertical plane and stabilized along the roll, which allows receiving image signals of a site located in the field of view of the viewing system. The UAV also has a satellite navigation system receiver, a magnetic compass, a vertical gyro, a deflection angle meter, and a barometric altimeter. In flight, the UAV stabilizes the roll angle system on it, using the survey system receives the image signals of the terrain, at the same time, the digital map of the area in which the UAV is scheduled to fly is preliminarily introduced into the computer, then the geographical latitude and longitude of the ground object.

Общими признаками способа дистанционного определения координат местоположения наземного объекта и заявляемого технического решения являются наличие системы обзора, позволяющей получать сигналы изображения участка местности, находящегося в поле зрения системы обзора.Common features of a method for remotely determining the coordinates of the location of a ground object and the claimed technical solution are the presence of a viewing system that allows you to receive image signals of a site located in the field of view of the viewing system.

Недостатком способа дистанционного определения координат местоположения наземного объекта является необходимость гиростабилизации системы обзора, усложняющей и утяжеляющей ДПЛА.The disadvantage of the method of remote determination of the coordinates of the location of a ground object is the need for gyrostabilization of the viewing system, complicating and weighting UAVs.

Известен автономный привязной летательный аппарат для дистанционного наблюдения за местностью по патенту РФ №2159199 от 02.11.1998 г., МПК-7 В 64 В 1/50; B 64 D 47/00; В 64 С 31/06, опубликованному 20.11.2000 г. в бюллетене №32.Known self-contained tethered aircraft for remote monitoring of the terrain according to the patent of the Russian Federation No. 2159199 from 02.11.1998, IPC-7 64 V 1/50; B 64 D 47/00; B 64 C 31/06, published November 20, 2000 in Bulletin No. 32.

Автономный привязной летательный аппарат для дистанционного наблюдения за местностью содержит корпус, крыло, энергоузел с быстроходной ветроэнергетической установкой, контейнер с аппаратурой для наблюдения за местностью. Устройство-прототип снабжено силовой системой для крепления тросовой разводки. Изобретение-прототип направлено на повышение надежности получения данных об обстановке на просматриваемой территории. Контейнер с аппаратурой (обзорная система) подвешен в нижней части корпуса и снабжен стабилизирующими гироскопами, которые предназначены для парирования колебаний и вращения корпуса как твердого тела относительно скоростной системы координат. Перечень чертежей прототипа включает, в частности, схему расположения контейнера с аппаратурой, схему наблюдения за обстановкой, схему установки датчика обзора поверхности.Autonomous tethered aircraft for remote monitoring of the terrain contains a hull, a wing, an energy center with a high-speed wind power installation, a container with equipment for monitoring the terrain. The prototype device is equipped with a power system for attaching a cable layout. The prototype invention is aimed at improving the reliability of obtaining data on the situation in the area being viewed. The container with the equipment (survey system) is suspended in the lower part of the body and is equipped with stabilizing gyroscopes, which are designed to counter vibrations and rotation of the body as a solid relative to the speed coordinate system. The list of drawings of the prototype includes, in particular, the layout of the container with the equipment, the circuit monitoring of the situation, the installation diagram of the sensor for viewing the surface.

Общими признаками заявляемого технического решения и автономного привязного летательного аппарата для дистанционного наблюдения за местностью являются: компоновка летательного аппарата и обзорной системы; расположение обзорной системы в нижней части корпуса.Common features of the proposed technical solution and autonomous tethered aircraft for remote monitoring of the terrain are: the layout of the aircraft and the survey system; location of the overview system in the lower part of the housing.

Отличием заявляемого технического решения является расположение обзорной системы в нижней части внутри фюзеляжа, в то время как в прототипе контейнер с аппаратурой является подвесным, прикрепленным к силовому кольцу, расположенному в нижней части корпуса. Кроме того, несмотря на сходство технических решений, автономный привязной летательный аппарат для дистанционного наблюдения за местностью является практически стационарным и способен наблюдать за конкретным участком местности, что и не позволило выбрать его в качестве прототипа.The difference of the claimed technical solution is the location of the survey system in the lower part inside the fuselage, while in the prototype the container with the equipment is suspended, attached to the power ring located in the lower part of the body. In addition, despite the similarity of technical solutions, the autonomous tethered aircraft for remote monitoring of the terrain is practically stationary and is able to observe a specific area of the terrain, which did not allow us to choose it as a prototype.

Прототипом заявляемого технического решения и типичным представителем ДПЛА является разработанный в СССР в 80-х годах XX века ДПЛА "Пчела-1" в телевизионном варианте, описанный, например, в статье Ю.И.Янкевича в журнале "Крылья Родины", №3, 2002 г. и представленный на фиг.1.The prototype of the claimed technical solution and a typical representative of the UAV is the television “Bee-1” UAV developed in the USSR in the 80s of the XX century, described, for example, in the article by Yu.I. Yankevich in the magazine “Wings of the Motherland”, No. 3, 2002 and presented in figure 1.

ДПЛА "Пчела-1" содержит в своем составе следующие важные для сути предлагаемого изобретения составные части:UAV "Bee-1" contains the following important components for the essence of the invention:

1 - крыло (для ДПЛА вертолетной схемы вместо крыла используется несущий винт);1 - wing (for a helicopter UAV, a rotor is used instead of a wing);

2 - фюзеляж;2 - fuselage;

3 - оперение (при использовании аэродинамических схем ДПЛА типа "утка" или "бесхвостка" оперение может отсутствовать);3 - plumage (when using aerodynamic schemes of UAVs of the "duck" or "tailless" type, the plumage may be absent);

4 - силовую установку;4 - power plant;

5 - кадровую обзорную систему.5 - personnel review system.

Позиции 1, 2, 3 образуют планер ДПЛА.Positions 1, 2, 3 form a UAV glider.

Общие признаки данного аналога и заявляемого технического решения: наличие крыла и фюзеляжа, а также наличие кадровой обзорной системы.Common features of this analogue and the claimed technical solution: the presence of a wing and fuselage, as well as the presence of a personnel survey system.

Кадровая обзорная система содержит в своем составе одну или несколько телевизионных (ТВ) и/или инфракрасных (ИК) камер.The personnel survey system comprises one or more television (TV) and / or infrared (IR) cameras.

Кроме того, ДПЛА в своем составе содержит также систему управления с приемником командной радиолинии и передатчик информационного (ТВ или ИК) сигнала от кадровой обзорной системы (на фиг.1 не видны).In addition, the UAV also includes a control system with a command radio receiver and a transmitter of the information (TV or IR) signal from the personnel survey system (not visible in FIG. 1).

ДПЛА типа "Пчела-1" для наблюдения за объектами обладают возможностью передавать изображение местности от кадровой обзорной системы на пункт управления. Для этого служит передатчик информационного (ТВ или ИК) сигнала.UAV type "Bee-1" for monitoring objects have the ability to transmit an image of the area from the personnel survey system to the control point. To do this, use the transmitter of the information (TV or IR) signal.

Оператор пункта управления имеет возможность передавать команды, которые ДПЛА принимает, используя приемник командной радиолинии. Система управления ДПЛА выполняет команды оператора как по управлению самим летательным аппаратом, так и по управлению кадровой обзорной системой и другим бортовым оборудованием ДПЛА.The operator of the control center has the ability to transmit commands that the UAV receives using the command radio receiver. The UAV control system carries out the operator’s commands both to control the aircraft itself and to control the personnel survey system and other onboard equipment of the UAV.

Основным противоречием при применении ДПЛА типа "Пчела" для наблюдения объектов на местности является противоречие между площадью одновременно обозреваемой местности и возможностью обнаружения и распознавания малоразмерных объектов. Это связано с тем, что во всем кадре, независимо от ширины поля зрения, отображается определенное количество независимых элементов разрешения (например, для стандартного ТВ кадра примерно 400×300=120000 элементов). Для обнаружения и распознавания объекта необходимо, чтобы на изображении объекта размещалось не менее определенного количества элементов разрешения. Считается, что для обнаружения малоразмерного объекта необходимо, чтобы на его изображении размещалось от 3 до 4 элементов разрешения, а для распознавания объекта - от 5 до 15 элементов разрешения. Эти цифры могут варьироваться в зависимости от типа обнаруживаемого и распознаваемого объекта.The main contradiction when using a Bee-type UAV for observing objects on the ground is the contradiction between the area of the simultaneously monitored terrain and the possibility of detecting and recognizing small objects. This is due to the fact that in the whole frame, regardless of the width of the field of view, a certain number of independent resolution elements is displayed (for example, for a standard TV frame, approximately 400 × 300 = 120,000 elements). To detect and recognize an object, it is necessary that at least a certain number of resolution elements be placed on the image of the object. It is believed that to detect a small-sized object, it is necessary that from 3 to 4 resolution elements are placed on its image, and from 5 to 15 resolution elements to recognize the object. These numbers may vary depending on the type of object being detected and recognized.

При широком поле зрения площадь обозреваемой местности велика, но и геометрический размер каждого элемента разрешения велик, поэтому количество элементов разрешения, размещающихся на малоразмерном объекте, соответственно мало. При узком поле зрения количество элементов разрешения на малоразмерном объекте становится больше, однако уменьшается площадь одновременно обозреваемой местности, и снижается вероятность попадания объекта в поле зрения.With a wide field of view, the area of the surveyed area is large, but the geometric size of each resolution element is large, so the number of resolution elements placed on a small object is correspondingly small. With a narrow field of view, the number of resolution elements on a small-sized object becomes larger, however, the area of the simultaneously monitored area decreases, and the likelihood of the object entering the field of view decreases.

Это противоречие обычно разрешается использованием в кадровой обзорной системе ДПЛА ТВ (ИК) камер с изменяемым полем зрения и поворотного устройства.This contradiction is usually resolved by the use of variable-field cameras and a rotary device in the surveillance system of UAVs of TV (IR) cameras.

Изменяемая ширина поля зрения кадровой обзорной системы достигается использованием объектива с переменным фокусным расстоянием или использованием нескольких переключаемых ТВ (ИК) камер (объективов) с различными полями зрения и коллинеарными оптическим осями [А.С.Новоселов, В.Е.Болнокин, П.И.Чинаев и А.Н.Юрьев. "Системы адаптивного управления летательными аппаратами", Москва, "Машиностроение", 1987 год, стр.38]. Изменяемая ширина поля зрения позволяет после первичного обнаружения объекта на широком поле зрения распознать объект при его наблюдении на узком поле зрения. Поворотное устройство позволяет изменять ориентацию оптической оси обзорной системы и сопровождать объект, удерживая его на оптической оси обзорной системы (в центре кадра) в процессе наблюдения. Описанный в книге А.С.Новоселова и др. способ наблюдения объектов с помощью ДПЛА (прототип) заключается в том, что [А.С.Новоселов, В.Е.Болнокин, П.И.Чинаев и А.Н.Юрьев. "Системы адаптивного управления летательными аппаратами", Москва, "Машиностроение", 1987 год, стр.66]: "оператор целевого оборудования наблюдает изображение, передаваемое с борта ДПЛА в текущем времени, осуществляет поиск, обнаружение и распознавание целей, при этом он имеет возможность управлять линией визирования телевизионного датчика по азимуту и углу места и переключать объективы датчика, изменяя его фокусное расстояние".The variable field of view of the frame review system is achieved by using a lens with a variable focal length or using several switched TV (IR) cameras (lenses) with different fields of view and collinear optical axes [A.S. Novoselov, V.E. Bolnokin, P.I. .Chinaev and A.N. Yuryev. "Adaptive Aircraft Control Systems", Moscow, "Mechanical Engineering", 1987, p. 38]. The variable width of the field of view allows after the initial detection of an object in a wide field of view to recognize the object when it is observed in a narrow field of view. The rotary device allows you to change the orientation of the optical axis of the survey system and accompany the object, holding it on the optical axis of the survey system (in the center of the frame) during the observation process. Described in the book of A.S. Novoselov and others, a method of observing objects using a UAV (prototype) is that [A.S. Novoselov, V.E. Bolnokin, P.I. Chinaev and A.N. Yuryev. “Adaptive Aircraft Control Systems”, Moscow, “Mashinostroenie”, 1987, p. 66]: “the operator of the target equipment observes the image transmitted from the UAV board in the current time, searches, detects and recognizes targets, while it has the ability "control the line of sight of the television sensor in azimuth and elevation and switch the sensor’s lenses by changing its focal length."

На практике способ реализуют следующим образом: ДПЛА направляют по маршруту, на котором ожидается присутствие интересующих объектов. При этом устанавливают широкое поле зрения обзорной кадровой системы, а ее оптическую ось устанавливают в плоскости вертикальной симметрии ДПЛА и наклоняют вниз на такой угол, чтобы движение изображения местности по экрану позволяло оператору замечать подозрительные на наличие объекта точки. При появлении на изображении точки, подозрительной на наличие объекта, наводят оптическую ось кадровой обзорной системы на эту точку, помещая тем самым ее изображение в центр кадра. Далее, управляя положением оптической оси кадровой обзорной системы (в том числе возможно применение автоматического сопровождения объекта), удерживают подозрительную точку в центре кадра и сужают поле зрения кадровой обзорной системы, укрупняя изображение. При достаточно узком поле зрения обнаруживают объект, то есть принимают решение о том, что подозрительная точка действительно является интересующим объектом, а не неоднородностью местности. После обнаружения объекта, продолжая сужать поле зрения и укрупняя изображение объекта, распознают объект (например, "дом", "автомобиль", "человек"). Удерживая изображение объекта в центре кадра, подают команду на измерение координат объекта. Координаты объекта измеряют путем их вычисления на ЭВМ с использованием координат ДПЛА, углов ориентации ДПЛА и углов ориентации оптической оси кадровой обзорной системы относительно связанной системы координат ДПЛА на момент подачи команды на измерение координат.In practice, the method is implemented as follows: UAVs are sent along the route on which the presence of objects of interest is expected. At the same time, a wide field of view of the survey personnel system is established, and its optical axis is installed in the plane of vertical symmetry of the UAV and tilted down so that the movement of the terrain image on the screen allows the operator to notice points that are suspicious of the object. When a point suspicious of the presence of an object appears on the image, the optical axis of the frame review system is pointed at this point, thereby placing its image in the center of the frame. Further, controlling the position of the optical axis of the frame review system (including the use of automatic tracking of the object is possible), they hold a suspicious point in the center of the frame and narrow the field of view of the frame review system, enlarging the image. With a sufficiently narrow field of view, an object is detected, that is, they decide that the suspicious point is indeed an object of interest, and not the heterogeneity of the terrain. After detecting the object, while continuing to narrow the field of view and enlarging the image of the object, the object is recognized (for example, "house", "car", "person"). Holding the image of the object in the center of the frame, a command is issued to measure the coordinates of the object. The coordinates of the object are measured by calculating them on a computer using the coordinates of the UAV, the orientation angles of the UAV and the orientation angles of the optical axis of the personnel survey system relative to the associated coordinate system of the UAV at the time the command was sent to measure the coordinates.

Описанный способ наблюдения местности и объектов на ней реализуется с использованием ДПЛА, подобных ДПЛА "Пчела-1".The described method for observing the terrain and objects on it is implemented using a UAV similar to the Bee-1 UAV.

Недостатками способа и ДПЛА для его реализации являются:The disadvantages of the method and the UAV for its implementation are:

- сложность работы оператора ДПЛА, которому затруднительно ориентироваться в пространстве при одновременном движении ДПЛА, повороте оптической оси обзорной системы и изменении ширины поля зрения обзорной системы;- the complexity of the operator of the UAV, which is difficult to navigate in space with the simultaneous movement of the UAV, turning the optical axis of the survey system and changing the width of the field of view of the survey system;

- сложность, громоздкость и высокая стоимость кадровой обзорной системы с поворотным по двум осям устройством, что приводит к общему увеличению массы, габаритов и стоимости всего ДПЛА, а также к ухудшению аэродинамики ДПЛА из-за выступающего обтекателя кадровой обзорной системы;- the complexity, cumbersomeness and high cost of a personnel survey system with a rotary device in two axes, which leads to a general increase in the mass, dimensions and cost of the entire UAV, as well as to a deterioration in the aerodynamics of the UAV due to the protruding fairing of the personnel survey system;

- усиление погрешности измерения координат наблюдаемых объектов, связанное с выносом линии визирования объекта в сторону от ДПЛА.- amplification of the measurement error of the coordinates of the observed objects associated with the removal of the line of sight of the object away from the UAV.

Первые два недостатка очевидны. Третий недостаток иллюстрируется фиг.2, на которой изображено визирование объекта оптической осью кадровой обзорной системы при измерении координат объекта и явление усиления погрешности. На фиг.2 показана геометрия обзора местности ДПЛА с кадровой обзорной системой в вертикальной плоскости. На круговой выноске в правом верхнем углу рисунка укрупненно показана геометрия вблизи точки пересечения оптической оси с поверхностью земли. Треугольник АВС образован поверхностью земли, истинным положением оптической оси и кажущимся положением оптической оси. Объект находится в точке А. Кажущееся положение оптической оси - это то положение оптической оси, которое соответствует измеренной ориентации ДПЛА относительно земной системы координат и измеренной ориентации оптической оси относительно связанной системы координат ДПЛА. Поскольку все эти измерения сопряжены с погрешностями, то кажущееся положение оптической оси отличается от ее истинного положения.The first two drawbacks are obvious. The third drawback is illustrated in FIG. 2, which shows the sighting of an object by the optical axis of a frame survey system when measuring the coordinates of the object and the phenomenon of amplification of the error. Figure 2 shows the geometry of the survey terrain UAV with a personnel survey system in a vertical plane. On a circular leader in the upper right corner of the figure, geometry is shown enlarged near the point of intersection of the optical axis with the surface of the earth. The ABC triangle is formed by the surface of the earth, the true position of the optical axis and the apparent position of the optical axis. The object is located at point A. The apparent position of the optical axis is the position of the optical axis that corresponds to the measured orientation of the UAV relative to the Earth coordinate system and the measured orientation of the optical axis relative to the associated coordinate system of the UAV. Since all these measurements are associated with errors, the apparent position of the optical axis is different from its true position.

Полагая угол наклона оптической оси к горизонту равным α и измеренным с погрешностью δ, а дальность от ДПЛА до объекта равной Д, для прямоугольного треугольника ΔАВС можно записать:

Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Putting the angle of inclination of the optical axis to the horizon equal to α and measured with an error of δ, and the distance from the UAV to the object is equal to D, for a right triangle ΔАВС you can write:
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004

Если непосредственное измерение дальности Д в составе проводимых измерений отсутствует, то дальность вычисляют через высоту Н полета ДПЛА:If there is no direct measurement of the range D in the composition of the measurements, then the range is calculated through the height H of the UAV flight:

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Из приведенных выражений (1) и (1а) видно, что линейные погрешности АВ и АС пропорциональны угловой погрешности δ и дальности Д от ДПЛА до объекта (высоте полета ДПЛА Н). Величины

Figure 00000007
в формуле (1и)
Figure 00000008
в формуле (1а) играют роль коэффициентов усиления угловых измерений в картинной плоскости при переходе к линейной погрешности АС на поверхности земли. Тот или иной коэффициент усиления имеет место в зависимости от того, используется или нет непосредственное измерение дальности.From the above expressions (1) and (1a), it can be seen that the linear errors of AB and AC are proportional to the angular error of δ and the distance D from the UAV to the object (UAV flight altitude N). Quantities
Figure 00000007
in the formula (1i)
Figure 00000008
in the formula (1a), the gain of the angular measurements in the picture plane plays the role of the transition to the linear error of the AS on the earth's surface. This or that gain takes place depending on whether or not a direct range measurement is used.

Рассмотрим влияние погрешности измерения высоты полета ДПЛА при отсутствии непосредственного измерения дальности. Погрешность измерения высоты ΔН приводит к тому, что кажущаяся оптическая ось сдвигается параллельно истинной оптической оси. При этом точка пересечения оси с поверхностью земли сдвигается от/к ДПЛА на величину

Figure 00000009
Таким образом, погрешность измерения высоты переходит в линейную погрешность на поверхности земли АС с коэффициентом усиления
Figure 00000010
.Consider the effect of the error in measuring the altitude of a UAV flight in the absence of a direct range measurement. The error in measuring the height ΔН leads to the fact that the apparent optical axis is shifted parallel to the true optical axis. In this case, the point of intersection of the axis with the earth’s surface shifts from / to the UAV by
Figure 00000009
Thus, the error in measuring the height becomes a linear error on the surface of the earth of the speaker with a gain
Figure 00000010
.

Из проведенного рассмотрения следует очевидный вывод: для уменьшения общей погрешности измерения координат цели необходимо, чтобы угол α был как можно ближе к прямому углу

Figure 00000011
, то есть наименьшая погрешность достигается, если ДПЛА в момент измерения находится непосредственно над объектом.An obvious conclusion follows from the analysis: to reduce the total error in measuring the coordinates of the target, it is necessary that the angle α be as close to the right angle as possible
Figure 00000011
, that is, the smallest error is achieved if the UAV at the time of measurement is directly above the object.

ЦЕЛЯМИ ИЗОБРЕТЕНИЯ являютсяOBJECTS OF THE INVENTION are

упрощение работы оператора ДПЛА;simplification of the work of the operator of the UAV;

снижение массы, габаритов и стоимости ДПЛА;reduction in weight, dimensions and cost of UAVs;

улучшение аэродинамики ДПЛА;improvement of aerodynamics of the UAV;

уменьшение погрешности измерения координат целей.reduction of measurement error of target coordinates.

Перечисленные цели достигаются отказом от управления положением оптической оси обзорной системы и шириной поля зрения кадровой обзорной системы, а использованием взамен этого поступательного движения ДПЛА и возможности управления курсом ДПЛА при наблюдении цели. Одновременно устраняются отмеченные недостатки способа-прототипа и ДПЛА-прототипа. Реализация предлагаемого способа тесно связана с конструкцией ДПЛА и кадровой обзорной системы, сущность которых также изложена в настоящем описании.These goals are achieved by refusing to control the position of the optical axis of the survey system and the field of view of the personnel survey system, and instead of using this forward movement of the UAV and the ability to control the UAV course when observing the target. At the same time, the noted disadvantages of the prototype method and the UAV prototype are eliminated. The implementation of the proposed method is closely related to the design of the UAV and personnel review system, the essence of which is also described in the present description.

Сущность заявляемого технического решения следующая: способ наблюдения объектов с дистанционно пилотируемого летательного аппарата заключается в том, что наблюдают изображение, передаваемое с борта дистанционно-пилотируемого летательного аппарата в текущем времени, осуществляют поиск, обнаружение и распознавание объектов, в процессе наблюдения переключают кадровые телевизионные (инфракрасные) камеры с различными полями зрения, причем наблюдение осуществляют с помощью кадровой обзорной системы, состоящей из нескольких камер с неколлинеарными, расположенными в вертикальной плоскости оптическими осями, управляют летательным аппаратом по курсу, удерживая изображение объекта на вертикальной средней линии кадра, при переходе изображения объекта из поля зрения одной камеры в поле зрение последующей камеры осуществляют переключение камер, причем при попадании изображения объекта в поле зрения камеры с наиболее узким полем зрения запоминают кадр, после чего по положению изображения объекта в запомненном кадре, координатам и углам ориентации дистанционно-пилотируемого летательного аппарата вычисляют координаты объекта. Дистанционно пилотируемый летательный аппарат содержит в своем составе фюзеляж, крыло или иную несущую систему, силовую установку, систему управления с приемником командной радиолинии, кадровую обзорную систему, передатчик информационного сигнала, при этом с целью упрощения работы оператора, снижения массы, габаритов и стоимости летательного аппарата, улучшения аэродинамики и уменьшения погрешности измерения координат объектов, а также с целью защиты от внешних воздействий обзорная кадровая система состоит из одной или нескольких ТВ и/или ИК камер и размещена внутри фюзеляжа, при этом в днище фюзеляжа вырезано отверстие, обеспечивающее кадровой обзорной системе обзор местности. Кадровая обзорная система дистанционно пилотируемого летательного аппарата выполнена таким образом, что с целью увеличения времени наблюдения объекта, улучшения условий распознавания объектов и снижения погрешности измерения координат объектов оптические оси камер обзорной кадровой системы жестко зафиксированы в плоскости вертикальной симметрии летательного аппарата и ориентированы вниз и вперед под различными углами от 0 до 90 градусов к вертикальной оси летательного аппарата, а поля зрения камер имеют различную ширину, причем камеры с более пологой ориентацией оптических осей имеют равную или большую ширину поля зрения, чем камеры с менее пологой ориентацией. Кадровая обзорная система дистанционно пилотируемого летательного аппарата может отличаться тем, что с целью стабилизации изображения по крену обзорная кадровая система подвешена на оси, параллельной продольной оси летательного аппарата, и снабжена приводом для поворота вокруг этой оси по командам системы управления. Кадровая обзорная система дистанционно пилотируемого летательного аппарата может отличаться тем, что с целью защиты от внешних воздействий обзорная кадровая система оборудована жестко связанной с ней крышкой, которая при повороте кадровой обзорной системы вокруг оси подвеса на достаточно большой угол, превосходящий рабочие углы, закрывает отверстие днища фюзеляжа, обеспечивающее кадровой обзорной системе обзор местности.The essence of the claimed technical solution is as follows: the method of observing objects from a remotely piloted aircraft is to observe the image transmitted from the board of a remotely piloted aircraft in the current time, to search for, detect and recognize objects, during the observation switch the television (infrared) ) cameras with different fields of view, and the observation is carried out using a personnel survey system consisting of several cameras with a certain The optical axes are linear, located in a vertical plane, and control the aircraft in the direction holding the image of the object on the vertical midline of the frame; when the image of the object moves from the field of view of one camera to the field of vision of the subsequent camera, the cameras are switched, and when the image of the object enters the field of view cameras with the narrowest field of view memorize the frame, after which, by the position of the image of the object in the stored frame, the coordinates and orientation angles are remotely piloted the aircraft calculates the coordinates of the object. A remotely piloted aircraft contains a fuselage, a wing or other supporting system, a power plant, a control system with a command radio receiver, a personnel survey system, an information signal transmitter, while simplifying the operator’s work, reducing the weight, size and cost of the aircraft to improve aerodynamics and reduce the error in measuring the coordinates of objects, as well as to protect against external influences, the survey personnel system consists of one or more TV and / or IR cameras and is located inside the fuselage, while a hole is cut out in the bottom of the fuselage, providing an overview of the terrain for the personnel survey system. The personnel survey system of a remotely piloted aircraft is designed in such a way that in order to increase the time for observing an object, improve the conditions for recognizing objects and reduce the error in measuring the coordinates of objects, the optical axes of the cameras of the survey personnel system are rigidly fixed in the plane of vertical symmetry of the aircraft and are oriented down and forward under various angles from 0 to 90 degrees to the vertical axis of the aircraft, and the fields of view of the cameras have different widths, and Variants with a flatter orientation of the optical axes have an equal or greater field of view width than cameras with a flatter orientation. The personnel survey system of a remotely piloted aircraft may differ in that in order to stabilize the image along the roll, the personnel survey system is suspended on an axis parallel to the longitudinal axis of the aircraft and is equipped with a drive for rotation around this axis according to the control system commands. The personnel survey system of a remotely piloted aircraft may differ in that, for the purpose of protection from external influences, the survey personnel system is equipped with a rigidly connected lid, which, when the personnel survey system is rotated around the suspension axis by a sufficiently large angle exceeding the working angles, closes the fuselage bottom opening providing a personnel survey system an overview of the terrain.

Общими признаками способа-прототипа и предлагаемого способа являются следующие действия:Common features of the prototype method and the proposed method are the following:

наблюдают изображение, передаваемое с борта ДПЛА в текущем времени;observe the image transmitted from the UAV in the current time;

осуществляют поиск, обнаружение и распознавание объектов;carry out the search, detection and recognition of objects;

в процессе наблюдения переключают кадровые телевизионные или инфракрасные камеры с различной шириной поля зрения.in the process of observation, frame television or infrared cameras with different widths of the field of view are switched.

Наиболее существенным отличием предлагаемого способа наблюдения от прототипа является то, что вместо того, чтобы управлять положением линии визирования обзорной кадровой системы, управляют курсом летательного аппарата, удерживая изображение объекта на вертикальной средней линии кадра. Укрупнение изображения объекта при этом достигается за счет двух факторов:The most significant difference of the proposed observation method from the prototype is that instead of controlling the position of the line of sight of the survey personnel system, they control the course of the aircraft by holding the image of the object on the vertical midline of the frame. The enlargement of the image of the object is achieved due to two factors:

естественного приближения ДПЛА к объекту в процессе полета;the natural approach of the UAV to the object during the flight;

дискретного изменения угловой ширины поля зрения камеры за счет того, что при выходе изображения из поля зрения камеры через нижнюю границу кадра переключаются на следующую камеру, оптическая ось которой расположена более круто (под большим углом к горизонту), а поле зрения уже.discrete changes in the angular width of the field of view of the camera due to the fact that when the image leaves the field of view of the camera through the lower border of the frame, they switch to the next camera, the optical axis of which is steeper (at a large angle to the horizon), and the field of view is narrower.

При попадании изображения объекта в поле зрения камеры с наиболее узким полем зрения и наиболее круто расположенной оптической осью запоминают кадр, после чего по положению изображения объекта в запомненном кадре, координатам и углам ориентации ДПЛА вычисляют координаты цели.When the image of the object enters the field of view of the camera with the narrowest field of view and the most steepest optical axis, the frame is stored, after which the target coordinates are calculated from the position of the image of the object in the stored frame, coordinates and angles of orientation of the UAV.

Общими признаками предлагаемого ДПЛА и ДПЛА-прототипа ("Пчела-1") являются наличие в составе ДПЛА:Common features of the proposed UAV and UAV prototype ("Bee-1") are the presence of the UAV:

фюзеляжа;fuselage;

крыла (или иной несущей системы, например, воздушного винта);wing (or other supporting system, for example, a propeller);

силовой установки;power plant;

системы управления с приемником командной радиолинии;control systems with a command radio receiver;

кадровой обзорной системы;personnel review system;

передатчика информационного сигнала.information signal transmitter.

Существенным отличием является размещение кадровой обзорной системы из одной или нескольких камер внутри фюзеляжа, при этом в днище фюзеляжа вырезано отверстие, обеспечивающее кадровой обзорной системе обзор местности.A significant difference is the placement of the personnel survey system from one or several cameras inside the fuselage, while a hole is cut out in the bottom of the fuselage that provides the personnel survey system with an overview of the terrain.

На фиг.3 показано фото ДПЛА ГрАНТ, оборудованного кадровой обзорной системой, размещенной внутри фюзеляжа. На фото видно, что на ДПЛА отсутствует выступающий обтекатель кадровой обзорной системы, характерный для ДПЛА-прототипа "Пчела-1" (фиг.1).Figure 3 shows a photo of the GRANT UAV equipped with a personnel survey system located inside the fuselage. The photo shows that on the UAV there is no protruding fairing of the personnel survey system, which is typical for the UAV prototype "Bee-1" (Fig. 1).

Размещение кадровой обзорной системы внутри фюзеляжа (или хотя бы внутри обводов фюзеляжа) существенно улучшает аэродинамику летательного аппарата. Причиной, почему такое простое конструктивное решение не применялось на ДПЛА с кадровыми обзорными системами раньше, является приверженность конструкторов ДПЛА традиционному способу наблюдения (прототипу), обеспечивающему обзор местности без изменения направления полета ДПЛА. Вместе с тем, необходимо отметить, что для ДПЛА со строчными системами ТВ и ИК системами такое конструктивное решение вполне обычно.Placing a personnel survey system inside the fuselage (or at least inside the fuselage contours) significantly improves the aerodynamics of the aircraft. The reason why such a simple constructive solution has not been used on UAVs with personnel survey systems before is the UAV designers' commitment to the traditional observation method (prototype), which provides an overview of the terrain without changing the direction of the UAV flight. At the same time, it should be noted that for a UAV with lowercase TV systems and IR systems, such a constructive solution is quite common.

Применение предлагаемого способа наблюдения при размещении кадровой обзорной системы внутри фюзеляжа становится возможным при использовании кадровой обзорной системы, предлагаемой для реализации предлагаемого способа. При этом сохраняется основное достоинство кадровой обзорной системы - возможность наблюдения объекта и прилегающего участка местности в текущем времени.The application of the proposed observation method when placing a personnel review system inside the fuselage becomes possible when using the personnel review system proposed for implementing the proposed method. At the same time, the main advantage of the personnel survey system is the ability to observe the object and the adjacent area in the current time.

Общими признаками предлагаемой кадровой обзорной системы и кадровой обзорной системы-прототипа (обзорной системы ДПЛА "Пчела-1") являются наличие в составе системы одной или нескольких ТВ (ИК) камер и возможность изменения ширины текущего поля зрения путем переключения камер.Common features of the proposed personnel review system and the personnel review system prototype (the review system of the Bee-1 UAV) are the presence of one or more TV (IR) cameras in the system and the ability to change the width of the current field of view by switching cameras.

Существенными отличиями предлагаемой кадровой обзорной системы являются:The significant differences of the proposed personnel review system are:

жесткое закрепление камер с размещением их оптических осей в плоскости вертикальной симметрии ДПЛА в секторе углов от 0 до 90 градусов по отношению к вертикальной оси летательного аппарата.;rigid fixing of the cameras with the placement of their optical axes in the plane of vertical symmetry of the UAV in the sector of angles from 0 to 90 degrees with respect to the vertical axis of the aircraft .;

неколлинеарность оптических осей ТВ камер;noncollinearity of the optical axes of TV cameras;

различная ширина полей зрения камер, причем камеры с более пологой ориентацией имеют равную или большую ширину поля зрения, чем камеры с менее пологой ориентацией.different widths of the fields of view of the cameras, and cameras with a flatter orientation have an equal or greater width of the field of view than cameras with a less shallow orientation.

Пример размещения оптических осей и углов (полей) зрения трех камер, обозначенных римскими цифрами I, II, III, показан на чертежах фиг.4 и 5.An example of the placement of the optical axes and angles (fields) of view of three cameras, indicated by Roman numerals I, II, III, is shown in the drawings of figures 4 and 5.

Предложенная кадровая обзорная система обладает недостатком: при управлении ДПЛА по курсу, являющимся неотъемлемым элементом предложенного способа наблюдения объектов, возникает крен. При жестком закреплении камер кадровой обзорной системы крен вызывает смещение изображения. Чтобы избежать этого нежелательного явления необходима стабилизация кадровой обзорной системы. С этой целью кадровую обзорную систему, состоящую из трех жестко связанных в единую конструкцию камер, как описано выше, необходимо подвесить на оси, параллельной продольной оси летательного аппарата, и снабдить приводом, позволяющим поворачивать кадровую обзорную систему вокруг оси подвеса по командам системы управления ДПЛА. На основании информации о текущем крене ДПЛА система управления может поворачивать кадровую обзорную систему таким образом, чтобы скомпенсировать крен ДПЛА.The proposed personnel review system has a drawback: when controlling the UAV at the rate, which is an integral element of the proposed method for observing objects, there is a roll. When the cameras of the personnel survey system are rigidly fixed, the roll causes image displacement. To avoid this undesirable phenomenon, stabilization of the personnel survey system is necessary. To this end, a personnel review system consisting of three cameras rigidly connected into a single design, as described above, must be suspended on an axis parallel to the longitudinal axis of the aircraft and equipped with a drive that allows you to rotate the personnel review system around the suspension axis according to the commands of the UAV control system. Based on the information about the current roll of the UAV, the control system can rotate the personnel survey system in such a way as to compensate for the roll of the UAV.

При стабилизации крена повороты кадровой обзорной системы сравнительно невелики и составляют не более 30 градусов вправо и влево от плоскости вертикальной симметрии ДПЛА. Подвес кадровой обзорной системы на оси, параллельной продольной оси летательного аппарата, позволяет реализовать перевод кадровой обзорной системы в нерабочее (маршевое) положение, если повернуть кадровую обзорную систему на достаточно большой угол, например, 90 градусов. При этом входные зрачки камер окажутся убранными вбок и защищены боковой поверхностью фюзеляжа. Для закрытия обзорного отверстия в днище фюзеляжа на кадровой обзорной системе жестко закреплена крышка, которая при повороте кадровой обзорной системы на достаточно большой угол закрывает обзорное отверстие. Это обеспечивает защиту кадровой обзорной системы от внешних воздействий при посадке ДПЛА. Закрытие обзорного отверстия крышкой также положительно сказывается на аэродинамике ДПЛА при полете по маршруту.With the stabilization of the roll, the rotations of the personnel survey system are relatively small and amount to no more than 30 degrees to the right and left of the plane of vertical symmetry of the UAV. Suspension of the personnel review system on an axis parallel to the longitudinal axis of the aircraft allows you to translate the personnel review system into an inoperative (marching) position if you rotate the personnel review system at a sufficiently large angle, for example, 90 degrees. In this case, the entrance pupils of the cameras will be removed sideways and protected by the side surface of the fuselage. To close the viewing hole in the bottom of the fuselage, a cover is rigidly fixed to the frame review system, which, when the frame review system is rotated by a sufficiently large angle, closes the review hole. This protects the personnel survey system from external influences when landing UAVs. Closing the inspection hole with a cover also positively affects the aerodynamics of the UAV during flight en route.

Покажем, что поставленные цели в заявляемом техническом решении достигнуты.We show that the goals in the claimed technical solution are achieved.

1. Цель "упрощение работы оператора ДПЛА". Работа оператора упрощена, так как оператору необходимо только рассматривать движущееся сверху вниз по экрану изображение и периодически отмечать положение подозрительной точки (цели) на изображении, например, "мышью" или иным указателем. Выдача команд на довороты ДПЛА по курсу, на переключение камер и на запоминание кадра, требующихся для реализации способа, допускает простую программную реализацию на ЭВМ и не требует от оператора никаких специальных действий.1. The goal of "simplifying the work of the operator of the UAV." The operator’s work is simplified, since the operator only needs to look at the image moving from top to bottom on the screen and periodically mark the position of the suspicious point (target) on the image, for example, with the mouse or other pointer. The issuance of commands for completing the UAV on the course, for switching cameras and for remembering the frame required to implement the method, allows for simple software implementation on a computer and does not require any special actions from the operator.

2. Цели: "снижение массы, габаритов и стоимости ДПЛА". ДПЛА, реализующий описанный способ, показан на фиг.3. Он гораздо проще, меньше, легче и дешевле, чем ДПЛА с кадровыми обзорными системами с изменяемым полем зрения и поворотным устройством, необходимыми для реализации способа-прототипа. Этот ДПЛА имеет кадровую обзорную систему из трех ТВ камер, поля зрения и оптические оси которых размещены в соответствии с примером, приведенным на фиг.4 и 5. Стартовая масса ДПЛА составляет 20 кг, тогда как стартовая масса ДПЛА "Пчела-1" существенно превышает 100 кг (около 140 кг) при примерно тех же основных летно-технических характеристиках (дальность, скорость, продолжительность полета).2. Objectives: "reducing the weight, size and cost of UAVs." A UAV implementing the described method is shown in FIG. 3. It is much simpler, smaller, easier and cheaper than UAVs with personnel survey systems with a variable field of view and a rotary device, necessary for the implementation of the prototype method. This UAV has a personnel review system of three TV cameras, the fields of view and optical axes of which are placed in accordance with the example shown in Figures 4 and 5. The launch mass of the UAV is 20 kg, while the launch mass of the Bee-1 UAV is significantly higher 100 kg (about 140 kg) with approximately the same basic flight performance (range, speed, flight duration).

Из опыта известно, что стоимость летной техники примерно пропорциональна ее массе.It is known from experience that the cost of flying equipment is approximately proportional to its mass.

3. Цель: "улучшение аэродинамики ДПЛА" достигается, прежде всего, за счет уменьшения площади поперечного сечения ДПЛА, которое происходит благодаря исключению выступающего обтекателя кадровой обзорной системы. Улучшение аэродинамики происходит также благодаря исчезновению завихрений воздуха вокруг обтекателя, присущих ДПЛА-прототипу.3. Purpose: "improvement of the aerodynamics of the UAV" is achieved, first of all, by reducing the cross-sectional area of the UAV, which occurs due to the exclusion of the protruding fairing of the personnel survey system. The improvement of aerodynamics also occurs due to the disappearance of the air turbulence around the fairing inherent in the UAV prototype.

Кроме того, кадровая обзорная система ДПЛА на фото фиг.3 позволила разместить силовую установку с воздушным винтом на наиболее выгодном месте - в носу ДПЛА. Это позволяет более эффективно использовать воздушный винт.In addition, the personnel survey system of the UAV in the photo of figure 3 made it possible to place the power plant with a propeller in the most favorable place - in the nose of the UAV. This allows more efficient use of the propeller.

Дополнительное улучшение аэродинамики на маршруте полета к цели достигается закрытием обзорного отверстия крышкой при повороте обзорной кадровой системы на достаточно большой угол при переводе ее в маршрутное положение.An additional improvement in aerodynamics on the flight route to the target is achieved by closing the viewing hole with a lid when turning the viewing frame system at a sufficiently large angle when moving it to the route position.

Аэродинамическая форма ДПЛА ГрАНТ (фото фиг.3) по сравнению с ДПЛА "Пчела-1" (фото фиг.1) очевидно более благородна.The aerodynamic form of the GRANT UAV (photo of FIG. 3) compared with the Bee-1 UAV (photo of FIG. 1) is obviously more noble.

4. Цель: "уменьшение погрешности измерения координат целей".4. Purpose: "reducing the error in measuring the coordinates of targets."

Предложенный способ наблюдения целей предполагает измерение координат цели при ее наблюдении через ТВ (ИК) камеру с наиболее узким полем зрения и наиболее круто ориентированной оптической осью. В идеале, при пролете ДПЛА точно над целью линия визирования цели будет расположена под углом 90 градусов к горизонту. Полагая угол α в выражениях (1, 1a) равным 90 градусам, имеем

Figure 00000012
и полное отсутствие эффекта усиления линейных погрешностей из-за ошибок измерения ориентации ДПЛА и высоты его полета.The proposed method for observing targets involves measuring the coordinates of the target when it is observed through a TV (IR) camera with the narrowest field of view and the most abruptly oriented optical axis. Ideally, when flying a UAV exactly above the target, the line of sight of the target will be located at an angle of 90 degrees to the horizon. Putting the angle α in expressions (1, 1a) equal to 90 degrees, we have
Figure 00000012
and the complete absence of the effect of amplification of linear errors due to errors in measuring the orientation of the UAV and its altitude.

Отклонение линии визирования цели от перпендикуляра при нулевом крене ДПЛА или стабилизации кадровой обзорной системы по крену не превысит половины угловой диагонали поля зрения камеры (как правило, не более 6 градусов). Полагая α=90°-6°=84°, имеем:Deviation of the line of sight of the target from the perpendicular at zero roll of the UAV or stabilization of the personnel survey system along the roll does not exceed half the angular diagonal of the camera’s field of view (usually no more than 6 degrees). Setting α = 90 ° -6 ° = 84 °, we have:

Figure 00000013
Figure 00000013

Коэффициенты усиления линейной ошибки на местности равны:The linear error amplification factors on the ground are:

Figure 00000014
при непосредственном изменении дальности,
Figure 00000014
with a direct change in range,

Figure 00000015
при вычислении дальности через высоту.
Figure 00000015
when calculating range through height.

Отсюда видно, что явление усиления погрешностей измерения углов ориентации и высоты полета ДПЛА в предложенном способе практически отсутствует.From this it can be seen that the phenomenon of amplification of errors in measuring the orientation angles and flight altitude of the UAV in the proposed method is practically absent.

В то же время, при характерном для способа-прототипа значении α=30°:At the same time, with the value α = 30 ° characteristic of the prototype method:

Figure 00000016
Figure 00000016

Коэффициенты усиления линейной ошибки на местности при этом равны:The amplification factors of the linear error on the ground are equal to:

Figure 00000017
при непосредственной изменении дальности,
Figure 00000017
with a direct change in range,

Figure 00000018
при вычислении дальности через высоту.
Figure 00000018
when calculating range through height.

Таким образом, предложенный способ позволяет существенно уменьшить погрешность измерения координат цели, связанную с погрешностями измерения углов ориентации и высоты полета ДПЛА.Thus, the proposed method can significantly reduce the error in measuring the coordinates of the target associated with errors in measuring the orientation angles and flight altitude of the UAV.

Из вышеизложенного можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям патентоспособности: новизна, изобретательский уровень и промышленная применимость.From the foregoing, we can conclude that the claimed technical solution meets the criteria of patentability: novelty, inventive step and industrial applicability.

Claims (5)

1. Способ наблюдения объектов с дистанционно пилотируемого летательного аппарата, заключающийся в том, что наблюдение осуществляют с помощью кадровой обзорной системы, состоящей из нескольких телевизионных и/или инфракрасных камер, наблюдаемое изображение передают с борта дистанционно пилотируемого летательного аппарата в текущем времени, осуществляют поиск, обнаружение и распознавание объектов, в процессе наблюдения переключают камеры кадровой обзорной системы с различными полями зрения, отличающийся тем, что камеры кадровой обзорной системы используют с неколлинеарными, расположенными в вертикальной плоскости оптическими осями, управляют летательным аппаратом по курсу, удерживая изображение объекта на вертикальной средней линии кадра, переключение камер осуществляют при переходе изображения объекта из поля зрения одной камеры в поле зрение последующей камеры, причем при попадании изображения объекта в поле зрения камеры с наиболее узким полем зрения запоминают кадр, после чего по положению изображения объекта в запомненном кадре, координатам и углам ориентации дистанционно пилотируемого летательного аппарата вычисляют координаты объекта.1. The method of observing objects from a remotely piloted aircraft, which consists in the fact that the observation is carried out using a personnel survey system consisting of several television and / or infrared cameras, the observed image is transmitted from the board of a remotely piloted aircraft in the current time, they search, detection and recognition of objects, in the process of observation, the cameras of the personnel review system with different fields of view are switched, characterized in that the cameras are a personnel review of the new system is used with non-collinear optical axes located in a vertical plane, they control the aircraft along the course, holding the image of the object on the vertical midline of the frame, switching cameras when the image of the object moves from the field of view of one camera to the field of vision of the subsequent camera, and when the image object in the field of view of the camera with the narrowest field of view remember the frame, after which the position of the image of the object in the stored frame, coordinates and angles of orientation The remotely piloted aircraft calculate the coordinates of the object. 2. Дистанционно пилотируемый летательный аппарат, содержащий в своем составе фюзеляж, крыло или иную несущую систему, силовую установку, систему управления с приемником командной радиолинии, кадровую обзорную систему, передатчик информационного сигнала, отличающийся тем, что обзорная кадровая система состоит из одной или более телевизионных и/или инфракрасных камер и размещена внутри фюзеляжа, при этом в днище фюзеляжа вырезано отверстие, обеспечивающее кадровой обзорной системе обзор местности.2. A remotely piloted aircraft comprising a fuselage, a wing or other supporting system, a power plant, a control system with a command radio receiver, a personnel survey system, an information signal transmitter, characterized in that the survey personnel system consists of one or more television and / or infrared cameras and is located inside the fuselage, while a hole is cut out in the bottom of the fuselage that provides a field overview to the personnel survey system. 3. Кадровая обзорная система дистанционно пилотируемого летательного аппарата, содержащая телевизионные и/или инфракрасные камеры, отличающаяся тем, что оптические оси камер обзорной кадровой системы жестко зафиксированы в плоскости вертикальной симметрии летательного аппарата и ориентированы вниз и вперед под различными углами от 0 до 90° к вертикальной оси летательного аппарата, а поля зрения камер имеют различную ширину, причем камеры с более пологой ориентацией оптических осей имеют равную или большую ширину поля зрения, чем камеры с менее пологой ориентацией.3. The personnel survey system of a remotely piloted aircraft containing television and / or infrared cameras, characterized in that the optical axis of the cameras of the survey personnel system are rigidly fixed in the plane of vertical symmetry of the aircraft and are oriented down and forward at various angles from 0 to 90 ° to the vertical axis of the aircraft, and the fields of view of the cameras have a different width, and cameras with a flatter orientation of the optical axes have an equal or greater width of the field of view than the cameras with a less gentle orientation. 4. Кадровая обзорная система дистанционно пилотируемого летательного аппарата по п.3, отличающаяся тем, что обзорная кадровая система подвешена на оси, параллельной продольной оси летательного аппарата, и снабжена приводом для поворота вокруг этой оси по командам системы управления.4. The personnel survey system of a remotely piloted aircraft according to claim 3, characterized in that the survey personnel system is suspended on an axis parallel to the longitudinal axis of the aircraft and is equipped with a drive for turning around this axis according to the control system commands. 5. Кадровая обзорная система дистанционно пилотируемого летательного аппарата по п.4, отличающаяся тем, что обзорная кадровая система оборудована жестко связанной с ней крышкой, которая при повороте кадровой обзорной системы вокруг оси подвеса на угол, превосходящий рабочие углы, закрывает отверстие днища фюзеляжа, обеспечивающее кадровой обзорной системе обзор местности.5. The personnel survey system of a remotely piloted aircraft according to claim 4, characterized in that the personnel survey system is equipped with a rigidly connected lid, which, when the personnel survey system is rotated around the suspension axis by an angle exceeding the working angles, closes the fuselage bottom opening providing Personnel Survey System Terrain Survey.
RU2003137744/11A 2003-12-30 2003-12-30 Method of observation of objects from remotely-piloted flying vehicle, remotely-piloted flying vehicle and its observation frame-type system RU2279999C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003137744/11A RU2279999C2 (en) 2003-12-30 2003-12-30 Method of observation of objects from remotely-piloted flying vehicle, remotely-piloted flying vehicle and its observation frame-type system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003137744/11A RU2279999C2 (en) 2003-12-30 2003-12-30 Method of observation of objects from remotely-piloted flying vehicle, remotely-piloted flying vehicle and its observation frame-type system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003137744A RU2003137744A (en) 2005-06-10
RU2279999C2 true RU2279999C2 (en) 2006-07-20

Family

ID=35833948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003137744/11A RU2279999C2 (en) 2003-12-30 2003-12-30 Method of observation of objects from remotely-piloted flying vehicle, remotely-piloted flying vehicle and its observation frame-type system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2279999C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2523446C2 (en) * 2011-11-18 2014-07-20 Федеральное Государственное Военное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" (Ова Вс Рф) Method for automated determination of coordinates of unmanned aerial vehicles
RU193634U1 (en) * 2019-06-24 2019-11-07 Газинур Абдулхакович Хабибуллин SEPARABLE OPTICAL-ELECTRONIC AIR INTELLIGENCE SYSTEM BY HELICOPTER
RU2742495C2 (en) * 2018-12-10 2021-02-08 Александр Александрович Горшков Multifunctional aerodynamic distributed system
RU2749538C1 (en) * 2020-10-20 2021-06-15 Задорожный Артем Анатольевич Method for controlling unmanned aerial vehicle
RU2750007C1 (en) * 2020-10-14 2021-06-21 Задорожный Артем Анатольевич Method for convoying ground object by unmanned aerial vehicle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2112212C1 (en) * 1994-05-24 1998-05-27 Лев Александрович Новиков Indication system of aviation observation and sighting complex
RU2159199C2 (en) * 1998-11-02 2000-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХКОМТЕХ" Autonomous survey flying vehicle for remote observation of terrain
RU2182713C2 (en) * 2000-03-28 2002-05-20 Григорьев Владимир Григорьевич Way of remote determination of coordinates of position of ground object
RU2001122785A (en) * 2001-08-15 2003-07-27 Закрытое акционерное общество "Аэроимпэкс" Aircraft Surveillance System

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2208554C2 (en) * 2001-08-15 2003-07-20 Закрытое акционерное общество "Аэроимпекс" Aircraft situation monitoring system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2112212C1 (en) * 1994-05-24 1998-05-27 Лев Александрович Новиков Indication system of aviation observation and sighting complex
RU2159199C2 (en) * 1998-11-02 2000-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХКОМТЕХ" Autonomous survey flying vehicle for remote observation of terrain
RU2182713C2 (en) * 2000-03-28 2002-05-20 Григорьев Владимир Григорьевич Way of remote determination of coordinates of position of ground object
RU2001122785A (en) * 2001-08-15 2003-07-27 Закрытое акционерное общество "Аэроимпэкс" Aircraft Surveillance System

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Боевой летающий робот "Пчела-1". Международная конференция Диалог. Дайджест, выпуск №75, 11.08.2003. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2523446C2 (en) * 2011-11-18 2014-07-20 Федеральное Государственное Военное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" (Ова Вс Рф) Method for automated determination of coordinates of unmanned aerial vehicles
RU2742495C2 (en) * 2018-12-10 2021-02-08 Александр Александрович Горшков Multifunctional aerodynamic distributed system
RU193634U1 (en) * 2019-06-24 2019-11-07 Газинур Абдулхакович Хабибуллин SEPARABLE OPTICAL-ELECTRONIC AIR INTELLIGENCE SYSTEM BY HELICOPTER
RU2750007C1 (en) * 2020-10-14 2021-06-21 Задорожный Артем Анатольевич Method for convoying ground object by unmanned aerial vehicle
RU2749538C1 (en) * 2020-10-20 2021-06-15 Задорожный Артем Анатольевич Method for controlling unmanned aerial vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003137744A (en) 2005-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12007761B2 (en) Unmanned aerial vehicle inspection system
US12428147B2 (en) Unmanned aerial vehicle inspection system
USRE45253E1 (en) Remote image management system (RIMS)
US9513635B1 (en) Unmanned aerial vehicle inspection system
US5235513A (en) Aircraft automatic landing system
EP1906151B1 (en) Imaging and display system to aid helicopter landings in brownout conditions
US5072396A (en) Navigation systems
US8286477B2 (en) Apparatus and method for landing a rotary wing aircraft
US20070290918A1 (en) System for detecting obstacles in the vicinity of a touchdown point
CN202600150U (en) Intelligent low-altitude remote sensing surveying and mapping system
CN105242682B (en) Target drone target signature measurement system
US12287200B2 (en) Self-locating compass
US20240248152A1 (en) Self-locating compass
RU2279999C2 (en) Method of observation of objects from remotely-piloted flying vehicle, remotely-piloted flying vehicle and its observation frame-type system
US10989797B2 (en) Passive altimeter system for a platform and method thereof
Versteeg et al. Feasibility study for an Autonomous UAV-Magnetometer system
CN114127510A (en) 3D positioning and mapping system and method
Kim et al. Vision coupled GPS/INS scheme for helicopter navigation
Bloss Sensor innovations helping unmanned vehicles rapidly growing smarter, smaller, more autonomous and more powerful for navigation, mapping, and target sensing
Levine AGARDograph on advanced astroinertial navigation systems
Boehm et al. Visual aids for future helicopters
Sineglazov et al. Optimal Choice of Hardware Complexes of Visual Navigation System UAV

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 20-2006 FOR TAG: (73)

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131231

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20151210

QA4A Patent open for licensing

Effective date: 20171218

HE4A Change of address of a patent owner

Effective date: 20180301

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201231