[go: up one dir, main page]

RU2749538C1 - Method for controlling unmanned aerial vehicle - Google Patents

Method for controlling unmanned aerial vehicle Download PDF

Info

Publication number
RU2749538C1
RU2749538C1 RU2020134420A RU2020134420A RU2749538C1 RU 2749538 C1 RU2749538 C1 RU 2749538C1 RU 2020134420 A RU2020134420 A RU 2020134420A RU 2020134420 A RU2020134420 A RU 2020134420A RU 2749538 C1 RU2749538 C1 RU 2749538C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
uav
optical marker
unmanned aerial
aerial vehicle
control
Prior art date
Application number
RU2020134420A
Other languages
Russian (ru)
Original Assignee
Задорожный Артем Анатольевич
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 Задорожный Артем Анатольевич filed Critical Задорожный Артем Анатольевич
Priority to RU2020134420A priority Critical patent/RU2749538C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2749538C1 publication Critical patent/RU2749538C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C19/00Aircraft control not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G7/00Direction control systems for self-propelled missiles
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: vehicles.SUBSTANCE: invention relates to a method for controlling an unmanned aerial vehicle (UAV). To control the UAV, an optical marker is placed on a ground material object. The UAV is controlled by tracking the ground object by the optical marker and using commands generated by changing the optical marker.EFFECT: control of the UAV is provided in the absence of any types of communication.3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способам управления беспилотным летательным аппаратом (далее - БПЛА).The invention relates to methods for controlling an unmanned aerial vehicle (hereinafter - UAV).

Также может быть использовано для выполнения ими функции сопровождения наземных материальных объектов (функция «Follow Ме»).It can also be used to perform the function of tracking ground material objects (“Follow Me” function).

Под материальным объектом понимается - любой существующий объект -человек, автомобиль, животное и т.д. Режим "Follow me"- это режим БПЛА в котором он постоянно следует за оператором на расстоянии - как будто машина находится «на невидимом поводке». Роль такого поводка может играть пульт, постоянно подающий сигнал для ориентации аппарата, смартфон с GPS-модулем, сообщающий квадрокоптеру о нахождении пользователя и т.п. В любом случае режим «Follow те» обеспечивает некоторые интересные возможности - например, автоматическую видеосъемку без необходимости постоянно вести квадрокоптер за собой с пульта (https://www.e-katalog.ru/list/943/pr-21538A. Выполнение данной функции является одним из способов управления БПЛА.A material object is understood as any existing object - a person, car, animal, etc. The "Follow me" mode is the UAV mode in which it constantly follows the operator at a distance - as if the machine is "on an invisible leash". The role of such a leash can be played by a remote control that constantly gives a signal to orient the device, a smartphone with a GPS module informing the quadrocopter about the location of the user, etc. In any case, the "Follow those" mode provides some interesting features - for example, automatic video recording without the need to constantly lead the quadrocopter from the remote control (https://www.e-katalog.ru/list/943/pr-21538A. Performing this function is one of the ways to control the UAV.

Также известен способ управления БПЛА, согласно которому, для обеспечения полета по заданному маршруту, требуется предварительное задание маршрута в бортовую систему навигации, причем это задание включает указание координат и высоты поворотных пунктов и осуществляется перед началом полета (Иванова И.А. и др. Способы организации управления беспилотными летательными аппаратами. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sposoby-organizatsii-upravleniya-bespilotnymi-letatelnymi-apparatami/viewer; дата обращения: 30.09.2020). Как правило, БПЛА включает интегрированную навигационную систему, содержащую в том числе приемник спутниковой навигации, обеспечивающий прием навигационной информации, например, от систем ГЛОНАСС и GPS. По известному решению, изменение маршрутного задания вплоть до возвращения в точку старта осуществляется по команде с наземного пункта управления. При этом БПЛА может осуществлять автосопровождение выбранной цели.Also known is a method for controlling a UAV, according to which, in order to ensure a flight along a given route, a preliminary assignment of a route to the on-board navigation system is required, and this task includes an indication of the coordinates and heights of turning points and is carried out before the start of the flight (Ivanova I.A. et al. Methods organization of control of unmanned aerial vehicles.- URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sposoby-organizatsii-upravleniya-bespilotnymi-letatelnymi-apparatami/viewer; date of access: 09/30/2020). As a rule, the UAV includes an integrated navigation system, including a satellite navigation receiver that provides navigation information, for example, from GLONASS and GPS systems. According to the known solution, the change of the route assignment up to the return to the starting point is carried out on command from the ground control point. In this case, the UAV can carry out auto-tracking of the selected target.

К недостаткам известного решения относится сложность конструкции БПЛА, обусловленная наличием высокоточной аппаратуры, и неизбежно приводящей, с одной стороны, к уменьшению надежности БПЛА, как технической системы, и, с другой стороны, к удорожанию изделия в целом. Кроме того, к недостаткам относится необходимость задания исходного маршрута, даже, если заранее известно, что маршрут может или должен быть впоследствии изменен.The disadvantages of the known solution include the complexity of the UAV design, due to the presence of high-precision equipment, and inevitably leading, on the one hand, to a decrease in the reliability of the UAV as a technical system, and, on the other hand, to an increase in the cost of the product as a whole. In addition, the disadvantages include the need to specify the original route, even if it is known in advance that the route can or should be subsequently changed.

Известен способ управления беспилотным летательным аппаратом, при котором команды управления передают через основной спутниковый канал связи со стационарного или подвижного пункта управления, учитывают компенсацию задержки в канале передачи команд управления, определяют динамические характеристики воздействия, формируют двух- или трехмерное изображение воздушной обстановки на экране монитора рабочего места оператора пункта управления (пат. RU №2562890, опубл. 10.09.2015. Бюл. №25). БПЛА оснащен видеокамерой и системой спутниковой связи.A known method for controlling an unmanned aerial vehicle, in which control commands are transmitted through the main satellite communication channel from a stationary or mobile control point, take into account the compensation of the delay in the control command transmission channel, determine the dynamic characteristics of the impact, form a two- or three-dimensional image of the air situation on the screen of the worker's monitor. places of the operator of the control room (pat. RU No. 2562890, publ. 09/10/2015. Bull. No. 25). The UAV is equipped with a video camera and a satellite communication system.

К недостаткам известного решения относится необходимость наличия оборудования, обеспечивающего спутниковую связь, что с одной стороны, к уменьшению надежности БПЛА, как технической системы, и, с другой стороны, к удорожанию изделия в целом.The disadvantages of the known solution include the need for equipment that provides satellite communications, which, on the one hand, reduces the reliability of the UAV as a technical system, and, on the other hand, increases the cost of the product as a whole.

Известно запатентованное решение компании Xiaomi под названием 'Follow Me', с помощью которого дрон может лететь за объектом съемки, а сам контроль будет осуществляться при помощи всем известного Mi Band (фитнес-браслет). Также говориться, Mi Drone (самое вероятное название) будет достаточно компактным с удобным для переноски, https://4iam.net/news/xiaomi-patent-mi-drone/. Необходимо отметить, что этот контроль также будет осуществляться с помощью радиоканала как и в предыдущем указанном изобретении.There is a patented Xiaomi solution called 'Follow Me', with the help of which the drone can fly after the subject of shooting, and the control itself will be carried out using the well-known Mi Band (fitness bracelet). It is also said that Mi Drone (the most likely name) will be compact enough to be easy to carry, https://4iam.net/news/xiaomi-patent-mi-drone/. It should be noted that this control will also be carried out using a radio channel as in the previously mentioned invention.

Общим недостатком для приведенных решений - является невозможность работы в условиях плохой радиоэлектронной обстановки (намеренное «зашумления» радиоэфира с помощью блокираторов связи или неблагоприятная обстановка может быть вызвана условиями среды и.т.д.)A common disadvantage for the above solutions is the impossibility of working in a poor radio-electronic environment (deliberate "noise" of the radio air with the help of communication blockers or an unfavorable situation may be caused by environmental conditions, etc.)

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является устранение недостатков: создание способа управления беспилотным летательным аппаратом, не зависящей от радиоэлектронной обстановки местности над которым происходит полет.The technical problem to be solved by the present invention is to eliminate the disadvantages: to create a method for controlling an unmanned aerial vehicle that does not depend on the radio-electronic situation of the terrain over which the flight is taking place.

Поставленная техническая задача решается за счет использованием оптического маркера, размещенного на подвижном наземном материальном объекте (например, автомобиле или человеке). При этом различные команды могут быть поданы БПЛА с помощью изменения оптического маркера.The technical problem posed is solved by using an optical marker placed on a mobile ground material object (for example, a car or a person). In this case, various commands can be given to the UAV by changing the optical marker.

Предлагаемый в качестве изобретения способ управления беспилотным летательным аппаратом поясняется чертежом (фиг. 1), где позициями обозначено: БПЛА - 1 с видеокамерой 11, наземный материальный объект 2, оптический маркер 21.The proposed inventive method for controlling an unmanned aerial vehicle is illustrated by a drawing (Fig. 1), where the positions indicate: UAV - 1 with a video camera 11, ground material object 2, optical marker 21.

Конструкция наземного материального объекта 2 не является предметом охраны по настоящей заявке. При сопровождении БПЛА человека, маркер может наноситься, например, на его шлем. При сопровождении автомобиля маркер может наноситься на крышу.The structure of the ground material object 2 is not subject to protection under this application. When a person is accompanied by a UAV, a marker can be applied, for example, to his helmet. When escorting the vehicle, the marker can be applied to the roof.

Для маркировки допускается использование штрих-кода (qr-кода). Дело в том, что многие современные камеры способны идентифицировать объекты, оснащенные штрих-кодами, в автоматическом режиме.It is allowed to use a barcode (QR code) for marking. The fact is that many modern cameras are able to identify objects equipped with barcodes in automatic mode.

Для увеличения дистанции контроля БПЛА перемещающегося материального объекта в плохо освещенной местности и/или в ночное время рекомендуется оптический маркер изготавливать с помощью люминесцентной краски.To increase the distance of UAV control of a moving material object in poorly lit areas and / or at night, it is recommended to make an optical marker using luminescent paint.

При этом может задаваться заранее высота БПЛА при сопровождении объекта, также высота может меняться по определенному заданному алгоритму (например, вследствие ухудшения видимости), либо сам оператор может менять высоту любым возможным способом (в том числе с помощью изменения оптического маркера).In this case, the height of the UAV can be set in advance when tracking the object, and the height can also change according to a certain predetermined algorithm (for example, due to deterioration of visibility), or the operator himself can change the height in any possible way (including by changing the optical marker).

Предлагаемый способ обеспечения функции сопровождения беспилотным летательным аппаратом осуществляется следующим образом.The proposed method for providing the support function for an unmanned aerial vehicle is carried out as follows.

Пусть БПЛА 1 сопровождает материальный объект от пункта «А» до пункта «Б». На наземном материальном объекте 2 любым известным способом наносят идентифицирующую маркировку, которая будет являться оптическим маркером 21 для БПЛА.Let the UAV 1 accompany the material object from point "A" to point "B". On the ground material object 2, an identifying marking is applied in any known manner, which will be an optical marker 21 for the UAV.

Предпочтительным является нанесение оптического маркера 21 на крышу материального объекта 2. Этот вариант показан на фиг. 1.It is preferable to apply the optical marker 21 to the roof of the material object 2. This embodiment is shown in FIG. one.

БПЛА взлетает в пункте «01» и набирает высоту, заданную изначально в устройство 12 - системе управления, являющееся частью конструкции БПЛА 1, или передаваемое на это устройство любым известным способом.The UAV takes off at point "01" and gains the altitude set initially in the device 12 - the control system, which is part of the structure of the UAV 1, or transmitted to this device in any known way.

Наземный материальный объект 2 начинает движение из пункта «А» в пункт «Б». Видеокамера 11, расположенная на БПЛА 1, ведет постоянное отслеживание оптического маркера 21. На фиг. 1 конус 13 символизирует поле зрения видеокамеры 11. Вычисление необходимых поправок к курсу БПЛА 1 происходит вне зависимости от абсолютных навигационных координат наземного материального объекта 2, а лишь для устранения отклонения границ поля зрения видеокамеры 11 от оптического маркера 21.Ground material object 2 begins to move from point "A" to point "B". The video camera 11 located on the UAV 1 constantly monitors the optical marker 21. FIG. 1 cone 13 symbolizes the field of view of the video camera 11. The calculation of the necessary corrections to the heading of the UAV 1 occurs regardless of the absolute navigation coordinates of the ground material object 2, but only to eliminate the deviation of the boundaries of the field of view of the video camera 11 from the optical marker 21.

Наземный материальный объект 2 может двигаться по любой пересеченной местности, причем ограничением является только его проходимость. Возможность предлагаемого способа ограничиваются движением наземного материального объекта в тоннелях, но этот случай является достаточно редким.Ground material object 2 can move on any rough terrain, and the only limitation is its passability. The possibility of the proposed method is limited by the movement of a ground material object in the tunnels, but this case is quite rare.

При этом если наземный объект производит остановку, БПЛА «зависает» над ним в определенной точке пространства.Moreover, if a ground object makes a stop, the UAV "hovers" over it at a certain point in space.

В случае изменения какого-то параметра, например высоты или скорости (возврат на заданные точки, закончить сопровождение и.т.д.), оператор может подать соответствующую команду за счет устройства синхронизации, соединенного с оптическим маркером (по проводной или беспроводной связи), которое заданную команду переводит в графический символ, понятную для системы управления БПЛА (СУ БПЛА - 12).In the event of a change in some parameter, for example, altitude or speed (return to the set points, end tracking, etc.), the operator can issue the appropriate command using a synchronization device connected to the optical marker (via wired or wireless), which translates the given command into a graphic symbol understandable for the UAV control system (UAV control system - 12).

Так, например, на фиг. 2 и фиг. 3 представлены (упрощенно) возможные изменения оптических маркеров для разных команд оператора. Например, система управления БПЛА считывает изменения оптического маркера на фиг. 2 и дает команду БПЛА на возврат исходную точку.For example, in FIG. 2 and FIG. 3 shows (simplified) possible changes in optical markers for different operator commands. For example, the UAV control system reads the optical marker changes in FIG. 2 and gives a command to the UAV to return to the starting point.

Для изменения оптического маркера можно использовать различные графические системы, например, LCD-экран. Для устройства синхронизации команд оператора и изменения оптического маркера можно использовать любое ПЭВМ, смартфон или подобное устройство.Various graphic systems can be used to change the optical marker, such as an LCD screen. Any PC, smartphone or similar device can be used to synchronize operator commands and change the optical marker.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышения надежности управления БПЛА за счет независимости от качества радиосигналов, транслируемых по любому радиоканалу.The technical result of the proposed invention is to improve the reliability of UAV control due to independence from the quality of radio signals broadcast over any radio channel.

Claims (3)

1. Способ управления беспилотным летательным аппаратом, основанный на анализе видеопотока с установленной на борту видеокамеры, отличающийся тем, что управление выполняют с использованием оптического маркера, размещенного на наземном материальном объекте, перемещающемся по некоторому маршруту, при этом БПЛА сопровождает наземный объект с нанесенным оптическим маркером, а различные команды управления БПЛА могут подаваться наземным оператором за счет изменения оптического маркера.1. A method for controlling an unmanned aerial vehicle based on the analysis of a video stream from a video camera installed on board, characterized in that the control is performed using an optical marker placed on a ground material object moving along a certain route, while the UAV accompanies a ground object with an applied optical marker , and various UAV control commands can be given by the ground operator by changing the optical marker. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что оптический маркер нанесен на крыше наземного материального объекта.2. The method according to claim. 1, characterized in that the optical marker is applied to the roof of the ground material object. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что оптический маркер выполнен с помощью люминесцентной краски.3. The method according to claim 1, characterized in that the optical marker is made using luminescent paint.
RU2020134420A 2020-10-20 2020-10-20 Method for controlling unmanned aerial vehicle RU2749538C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134420A RU2749538C1 (en) 2020-10-20 2020-10-20 Method for controlling unmanned aerial vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134420A RU2749538C1 (en) 2020-10-20 2020-10-20 Method for controlling unmanned aerial vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2749538C1 true RU2749538C1 (en) 2021-06-15

Family

ID=76377574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020134420A RU2749538C1 (en) 2020-10-20 2020-10-20 Method for controlling unmanned aerial vehicle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2749538C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2025200219B1 (en) * 2024-04-09 2025-06-05 Cumpson, Peter Jonathan DR Targeting apparatus and method for using information-theory enabled Target Indicators in GPS-denied environments

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6266615B1 (en) * 1999-09-27 2001-07-24 Televigation, Inc. Method and system for an interactive and real-time distributed navigation system
RU2279999C2 (en) * 2003-12-30 2006-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Новик-XXI век" Method of observation of objects from remotely-piloted flying vehicle, remotely-piloted flying vehicle and its observation frame-type system
RU154199U1 (en) * 2014-11-17 2015-08-20 Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Альфа-М" MARINE TAKE-OFF POSITION INDICATOR
RU198460U1 (en) * 2019-12-24 2020-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина", (ФГБОУ ВО "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина, ТГУ им. Г.Р. Державина") DEVICE FOR TECHNICAL VISION OF A SMALL UNMANNED AIRCRAFT
RU2743602C2 (en) * 2019-03-18 2021-02-20 Александр Георгиевич Носков Eight-colour raster optical landing system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6266615B1 (en) * 1999-09-27 2001-07-24 Televigation, Inc. Method and system for an interactive and real-time distributed navigation system
RU2279999C2 (en) * 2003-12-30 2006-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Новик-XXI век" Method of observation of objects from remotely-piloted flying vehicle, remotely-piloted flying vehicle and its observation frame-type system
RU154199U1 (en) * 2014-11-17 2015-08-20 Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Альфа-М" MARINE TAKE-OFF POSITION INDICATOR
RU2743602C2 (en) * 2019-03-18 2021-02-20 Александр Георгиевич Носков Eight-colour raster optical landing system
RU198460U1 (en) * 2019-12-24 2020-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина", (ФГБОУ ВО "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина, ТГУ им. Г.Р. Державина") DEVICE FOR TECHNICAL VISION OF A SMALL UNMANNED AIRCRAFT

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2025200219B1 (en) * 2024-04-09 2025-06-05 Cumpson, Peter Jonathan DR Targeting apparatus and method for using information-theory enabled Target Indicators in GPS-denied environments

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190135450A1 (en) System and method for automated tracking and navigation
US11550315B2 (en) Unmanned aerial vehicle inspection system
US20240101255A1 (en) Visual observer for unmanned aerial vehicles
KR101747180B1 (en) Auto video surveillance system and method
US10656653B2 (en) Work area determination system for autonomous traveling work vehicle, the autonomous traveling work vehicle and work area determination program
US11170221B2 (en) Object search system, object search device, and object search method
US20100250022A1 (en) Useful unmanned aerial vehicle
US20120035789A1 (en) Enhanced flight vision system for enhancing approach runway signatures
CN105374152A (en) Unmanned aerial vehicle monitoring intelligent analysis command system
CN105652889A (en) Remote control device of unmanned aerial vehicle and control method of remote control device
JP2014220604A (en) Photographing position information display device
KR20170004508A (en) Method and apparaus for automatic landing of aircraft using vision-based information
KR20010043244A (en) Airport information automatic transmitter
WO2018211777A1 (en) Control device, control method, and program
RU2749538C1 (en) Method for controlling unmanned aerial vehicle
JPWO2000057383A1 (en) Airport information automatic transmission device
CN108510804A (en) A kind of airdrome scene enhancing what comes into a driver's guiding system
EP3986791B1 (en) An airborne vehicle assisted landing system and method thereof
US8373590B1 (en) Method and a system for processing and displaying images of the surroundings of an aircraft
RU2750007C1 (en) Method for convoying ground object by unmanned aerial vehicle
KR20240118458A (en) Traffic control system using drone
JP7028248B2 (en) Aircraft, air vehicle control device, air vehicle control method and air vehicle control program
US10234874B2 (en) Autonomous vehicle control system
KR20160089132A (en) The moving vehicle docking system and method for drone pilotless aircraft
KR20220170781A (en) Control systems and control methods to check the movement status