RU2466355C1 - Method of obtaining navigation information for automatic landing of unmanned aerial vehicle - Google Patents

Method of obtaining navigation information for automatic landing of unmanned aerial vehicle Download PDF

Info

Publication number
RU2466355C1
RU2466355C1 RU2011127845/28A RU2011127845A RU2466355C1 RU 2466355 C1 RU2466355 C1 RU 2466355C1 RU 2011127845/28 A RU2011127845/28 A RU 2011127845/28A RU 2011127845 A RU2011127845 A RU 2011127845A RU 2466355 C1 RU2466355 C1 RU 2466355C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
runway
image
axis
sight
beginning
Prior art date
Application number
RU2011127845/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Николаевич Тукмачев (RU)
Анатолий Николаевич Тукмачев
Валерий Матвеевич Кутовой (RU)
Валерий Матвеевич Кутовой
Ольга Александровна Ковязина (RU)
Ольга Александровна Ковязина
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова"
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова"
Priority to RU2011127845/28A priority Critical patent/RU2466355C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2466355C1 publication Critical patent/RU2466355C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: independent system of obtaining and processing navigation information based on the image of a standard onboard stationary panoramic television camera is formed. Coordinates of two reference points are transmitted to a system for analysing images from the television camera, said reference points being the beginning of the airstrip and an arbitrary point on the airstrip which determines the direction of its axis, and video contrast elements of the image in the vicinity said targets are stored with restoration of their position on subsequent maps. The video image from the television camera is used to determine the angular position of the line of sight of the beginning of the airstrip relative the horizon and meridian lines, as well as using the height above the surface of the airstrip, lateral deviation from glide path.
EFFECT: high self-containment, reliability, accuracy, fault tolerance of the automatic landing system, lower operator qualification requirements and broader capabilities of unmanned aerial vehicles.
4 cl, 2 dwg

Description

Способ относится к области измерительной техники определения местоположения и курса воздушных транспортных средств и предназначен для использования в системах автоматической посадки беспилотных летательных аппаратов (БЛА) самолетного типа с возможностью дистанционного управления.The method relates to the field of measurement technology for determining the location and course of air vehicles and is intended for use in automatic landing systems of unmanned aerial vehicles (UAVs) of aircraft type with the possibility of remote control.

В большинстве своем все построенные и проектируемые БЛА снабжаются панорамной бортовой телевизионной камерой (ТК), предназначаемой для решения целевых задач, а также для дистанционного выполнения посадки наземным оператором.For the most part, all built and planned UAVs are equipped with a panoramic on-board television camera (TK), designed to solve targets, as well as to remotely perform a landing by a ground operator.

Известен подход к решению задачи автоматической посадки с применением на борту БЛА телевизионного координатора на поворотной платформе с сервоприводом [1]. Оператор наземного пункта, выбрав предполагаемую точку посадки, совмещает с ней оптическую ось (ОО) координатора, который переключается при этом на режим слежения. Изображение подстилающей поверхности в тот момент запоминается и принимается как эталонное. Коррекция параметров движения ЛА осуществляется по сигналам рассогласования курса самолета и ВПП и углам линии визирования в вертикальной и боковой плоскостях (угла между проекциями продольной оси самолета и ОО на соответствующую плоскость). При таком подходе телевизионный координатор постоянно направлен на выбранный участок подстилающей поверхности, а вектор скорости ЛА совмещается с ОО.A known approach to solving the problem of automatic landing using onboard a UAV television coordinator on a rotary platform with a servo drive [1]. The ground station operator, having selected the proposed landing point, combines the optical axis (OO) of the coordinator with it, which switches over to the tracking mode. The image of the underlying surface at that moment is remembered and accepted as a reference. Correction of the parameters of the aircraft’s movement is carried out according to the aircraft and runway mismatch signals and the angles of the line of sight in the vertical and lateral planes (the angle between the projections of the longitudinal axis of the aircraft and the GS on the corresponding plane). With this approach, the television coordinator is constantly directed to the selected area of the underlying surface, and the velocity vector of the aircraft is aligned with the OO.

К недостаткам такого подхода можно отнести следующее.The disadvantages of this approach include the following.

- Необходимость знания значения курсового угла ВПП, что означает проведение необходимых работ по подготовке площадки посадки.- The need to know the value of the runway heading angle, which means carrying out the necessary work to prepare the landing site.

- Погрешности определения курса ЛА приводят к соответствующим погрешностям захода на посадку.- Errors in determining the course of the aircraft lead to the corresponding errors of the approach.

- Ограничения на конструкцию ТК - предполагается ее установка на поворотной платформе сервоприводом, что связано с увеличением массы ТК.- Limitations on the design of the TC - it is supposed to install it on a rotary platform with a servo drive, which is associated with an increase in the mass of the TC.

Предлагаемый способ основан на использовании минимального набора средств на борту БЛА: инерциальной навигационной системы (ИНС), панорамной бортовой ТК, системы анализа и сопровождения элементов видеоизображения, бортовой цифровой вычислительной системы (БЦВС), высотомера малых высот, а также линии связи с наземным пунктом управления, имеющим в своем составе видеоконтрольное устройство оператора. Для измерения дальности до начала ВПП может использоваться лазерный дальномер.The proposed method is based on the use of a minimum set of tools on board a UAV: inertial navigation system (ANS), a panoramic onboard TC, a system for analyzing and tracking video elements, an onboard digital computer system (BTSC), an altimeter of low altitudes, and also a communication line with a ground control station incorporating a video control device of the operator. A laser rangefinder can be used to measure the distance to the start of the runway.

Цель достигается тем, что информация с видеоизображения от ТК используется для определения: смещения ЛА от глиссады по вертикали, бокового отклонения от нее и дальности до начала ВПП.The goal is achieved in that the information from the video image from the TC is used to determine: the vertical displacement of the aircraft from the glide path, the lateral deviation from it and the distance to the start of the runway.

1. Угловое положение линии визирования начала ВПП.1. The angular position of the line of sight of the start of the runway.

Пусть на видеоизображении опознается и отслеживается опорная точка (ОТ) для построения глиссады - точка на поверхности ВПП, отстоящая от расчетной точки приземления на расстояние, необходимое для выравнивания. Знание координат ОТ (условно - точки начала ВПП) на изображении позволяет восстановить орт направления на нее в системе координат, связанной с ТК. Указанный орт далее можно преобразовать в нормальную подвижную систему координат (НПСК) места ЛА, после чего углы положения линии визирования ОТ относительно горизонта и меридиана будут определены. Это преобразование может быть записано в виде:Let the reference point (OT) be recognized and tracked on the video image to build the glide path - a point on the runway surface that is at a distance from the estimated touchdown point by the distance necessary for alignment. Knowing the coordinates of the OT (conditionally - the start point of the runway) in the image allows you to restore the unit vector of the direction to it in the coordinate system associated with the TC. The specified unit vector can then be converted into a normal moving coordinate system (NPSC) of the aircraft’s location, after which the angles of the position of the OT line of sight relative to the horizon and meridian will be determined. This conversion can be written as:

Figure 00000001
Figure 00000001

где eg и ek - орты направления ОТ в НПСК и в системе координат, связанной с ТК, соответственно;where e g and e k are the unit vectors of the OT direction in the NPSC and in the coordinate system associated with the TC, respectively;

Mcg - матрица преобразования вектора из НПСК в систему координат ЛА;Mcg is the matrix of transformation of the vector from the NPSC to the aircraft coordinate system;

Mkc - матрица преобразования вектора из системы координат ЛА в систему координат, связанную с ТК.Mkc is the vector transformation matrix from the aircraft coordinate system to the coordinate system associated with the TC.

Матрица Mcg определяется значениями углов ЛА относительно НПСК от навигационной системы. Матрица Mkc определяется углами установки ТК на носителе (постоянными или меняющимися).The Mcg matrix is determined by the values of the angles of the aircraft relative to the NSC from the navigation system. The Mkc matrix is determined by the angles of the installation of the TC on the carrier (constant or variable).

Знание текущего угла линии визирования ОТ относительно горизонта позволяет определять смещение ЛА от глиссады по вертикали и использовать его для удержания на глиссаде.Knowing the current angle of the OT line of sight relative to the horizon allows you to determine the vertical displacement of the aircraft from the glide path and use it to hold it on the glide path.

Описанный подход не требует установки ТК на носителе на подвесе, что способствует сокращению массы оборудования и расширяет возможности использования его на разработанных БЛА.The described approach does not require the installation of a TC on a suspension carrier, which helps to reduce the mass of equipment and expands the possibilities of using it on developed UAVs.

2. Дальность до начала ВПП.2. Range to start of runway.

В источнике [2] дальность до начала ВПП предлагается определять по видимому горизонтальному размеру специального маркера начала полосы. Для этого требуется подготовка площадки - разметка этого маркера на ее поверхности.In the source [2], the distance to the start of the runway is proposed to be determined by the apparent horizontal size of the special marker of the beginning of the strip. This requires preparation of the site - marking this marker on its surface.

Если отказываться от подготовки площадки, для определения дальности до ОТ на больших удалениях возможно ее оценивание по связи вариаций поперечных координат ЛА с соответствующими вариациями углов положения линии визирования ОТ. Математическим аппаратом такого оценивания является метод динамической фильтрации. Текущие углы положения линии визирования ОТ определяются по ее координатам на видеоизображении.If you refuse to prepare the site, to determine the distance to the OT at large distances, it is possible to evaluate it by relating the variations in the transverse coordinates of the aircraft with the corresponding variations in the angles of the line of sight of the OT. The mathematical apparatus of such an assessment is the dynamic filtering method. The current angles of the position of the line of sight FROM are determined by its coordinates in the video image.

Другим возможным способом определения дальности до ОТ на больших удалениях является применение лазерного дальномера, жестко установленного на ЛА, излучение которого направляется по текущей линии визирования начала ВПП системой отклоняющих дефлекторов.Another possible way to determine the distance to the OT at large distances is the use of a laser range finder, rigidly mounted on an aircraft, the radiation of which is directed along the current line of sight of the beginning of the runway by a system of deflecting deflectors.

На меньших удалениях, на которых высота подстилающей поверхности близка к высоте ВПП, следует использовать измерения высоты с помощью высотомера малых высот. Если текущий угол линии визирования ОТ относительно горизонта известен, то знание текущей высоты ЛА над уровнем ВПП позволяет контролировать удаление ЛА от ОТ.At smaller distances, at which the height of the underlying surface is close to the height of the runway, use height measurements using an altimeter of small heights. If the current angle of the OT line of sight relative to the horizon is known, then knowing the current aircraft height above the runway level allows you to control the distance of the aircraft from the OT.

3. Боковое отклонение ЛА от глиссады.3. Lateral deviation of the aircraft from the glide path.

Если на оси ВПП, в ОТ, установить вертикальный шест, то угловое отклонение этого шеста от оси ВПП, видимое с приближающегося ЛА, может служить мерой бокового отклонения ЛА от глиссады (фиг.1). Учитывая, что положение местной вертикали на видеоизображении может быть восстановлено виртуально, изложенная образная картина приобретает практический смысл. Исследуем связь рассматриваемых параметров более подробно.If you install a vertical pole on the axis of the runway, in the OT, then the angular deviation of this pole from the axis of the runway, visible from the approaching aircraft, can serve as a measure of the lateral deviation of the aircraft from the glide path (Fig. 1). Considering that the position of the local vertical in the video image can be restored virtually, the presented figurative picture takes on practical meaning. We study the relationship of the considered parameters in more detail.

Возьмем систему координат ВПП Oxyz с началом в ОТ, ось Ох направлена по оси ВПП в направлении посадки, ось Oy направлена вверх по местной вертикали, ось Oz дополняет систему до правой.Take the coordinate system of the runway Oxyz with the origin in OT, the Ox axis is directed along the runway axis in the direction of landing, the Oy axis is directed upward along the local vertical, the Oz axis complements the system to the right.

Введем систему координат видеокамеры Oxkykzk, в которой ось Oxk направлена по оптической оси, а оси Oyk и Ozk располагаются соответственно по вертикали и горизонтали в плоскости изображения (поверхность сенсора). Пусть в условиях полета система координат видеокамеры повернута из исходного положения, в котором ее оси параллельны соответствующим осям системы Oxyz, последовательно по трем углам: на угол α вокруг оси Oyk (азимут), на угол η вокруг оси Ozk (угол места), на угол γ вокруг оптической оси Oxk. Будем предполагать, что в результате этих поворотов оптическая ось направлена в ОТ. Угол α, таким образом, есть азимутальный угол наблюдения ВПП; ему соответствует боковое отклонение ЛА от вертикальной плоскости, проходящей через ось ВПП.We introduce the coordinate system of the camera Ox k y k z k , in which the axis Ox k is directed along the optical axis, and the axes Oy k and Oz k are located vertically and horizontally in the image plane, respectively (sensor surface). Suppose that in flight conditions the coordinate system of the video camera is rotated from its initial position in which its axes are parallel to the corresponding axes of the Oxyz system, successively in three angles: an angle α around the Oy k axis (azimuth), an angle η around the Oz k axis (elevation angle), angle γ about the optical axis Ox k . We will assume that as a result of these rotations, the optical axis is directed in the OT. Angle α, therefore, is the azimuthal angle of observation of the runway; it corresponds to the lateral deviation of the aircraft from a vertical plane passing through the axis of the runway.

Путем проектирования ортов из системы координат ВПП в систему координат ТК можно определить проекции ортов осей Ох и Oy ВПП на плоскость изображения Oykzk.By designing the unit vectors from the coordinate system of the runway to the coordinate system of the TC, it is possible to determine the projection of the unit vectors of the axes Ox and Oy of the runway on the image plane Oy k z k .

Элементы матрицы М из (1) для этих условий определяются согласно таблице 1.Elements of the matrix M from (1) for these conditions are determined according to table 1.

Таблица 1Table 1 Косинусы углов между системами координат ВПП и ТКCosines of the angles between the coordinate systems of the runway and the TC cosα cosηcosα cosη sinηsinη -sinα cosη-sinα cosη -cosα sinη cosγ+sinα sinγ-cosα sinη cosγ + sinα sinγ cosη cosγcosη cosγ sinα sinη cosγ+cosα sinγsinα sinη cosγ + cosα sinγ cosα sinη sinγ+sinα cosγcosα sinη sinγ + sinα cosγ -cosη sinγ-cosη sinγ -sinα sinη sinγ+cosα cosγ-sinα sinη sinγ + cosα cosγ

Орту оси Ox ВПП на изображении соответствует двумерный вектор X с координатамиThe unit vector Ox axis of the runway in the image corresponds to a two-dimensional vector X with coordinates

Figure 00000002
Figure 00000002

Орту оси Oy ВПП на изображении соответствует двумерный вектор Y с координатамиThe unit vector of the Oy axis of the runway in the image corresponds to a two-dimensional vector Y with coordinates

Figure 00000003
Figure 00000003

Эти результаты позволяют определить угол ν между векторами и зависимость этого угла от условий наблюдения, определяемых углами α, η, γ. Соответствующие выкладки приводят к простой формулеThese results make it possible to determine the angle ν between the vectors and the dependence of this angle on the observation conditions determined by the angles α, η, and γ. Appropriate calculations lead to a simple formula

Figure 00000004
Figure 00000004

На фиг.2 приведен график зависимости ν(α), рассчитанный для значений углов η (углы наклона глиссады), η=-0.04 рад и η=-0.08 рад.Figure 2 shows a graph of the dependence ν (α) calculated for the values of the angles η (slope angles), η = -0.04 rad and η = -0.08 rad.

Ввиду малости углов α и η в условиях посадки полученная формула может быть упрощена до видаDue to the smallness of the angles α and η under landing conditions, the resulting formula can be simplified to the form

Figure 00000005
Figure 00000005

Ошибки такого упрощения для условий в диапазоне α (фиг.2) не превысят 0.005 рад по ν, 0.012 рад по α, т.е. незначимы для практики.Errors of this simplification for conditions in the range α (Fig. 2) will not exceed 0.005 rad in ν, 0.012 rad in α, i.e. insignificant for practice.

В приведенных построениях использована проекция на плоскость изображения местной вертикали, проходящей через ОТ. В условиях наблюдения ВПП с глиссады (под малыми углами относительно горизонта) угловые расхождения проекций на плоскость изображения местных вертикалей, проходящих через любую точку в окрестности ОТ, малы. Это позволяет упростить задачу, используя, например, для описанных геометрических построений проекцию местной вертикали, проходящей через оптическую ось камеры (т.е. ее проекцию, проходящую через центр поля изображения).In the above constructions, the projection on the image plane of the local vertical passing through the OT was used. When observing a runway from a glide path (at small angles relative to the horizon), the angular divergences of projections onto the image plane of local verticals passing through any point in the vicinity of the OT are small. This makes it possible to simplify the task, using, for example, for the described geometric constructions, the projection of the local vertical passing through the optical axis of the camera (i.e., its projection passing through the center of the image field).

Углы α, η связаны с линейными параметрами: наклонной дальностью до ОТ D, высотой ЛА над плоскостью ВПП h, боковым отклонением ЛА от глиссады Sb соотношениямиThe angles α, η are associated with linear parameters: the inclined range to OT D, the aircraft height above the runway plane h, the lateral deviation of the aircraft from the glide path S b by the ratios

Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000006
Figure 00000007

Принимая во внимание ограниченность углов α, η, можно получить следующие формы соотношений для определения бокового отклонения ЛА Sb по величине наблюдаемого на изображении угла ν:Taking into account the limited angles α, η, we can obtain the following forms of relations for determining the lateral deviation of the aircraft S b from the value of the angle ν observed in the image:

Figure 00000008
Figure 00000008

иand

Figure 00000009
Figure 00000009

Форму (3) следует применять на больших удалениях в условиях, когда высоту ЛА над поверхностью ВПП оценить невозможно, а дальность D оценивается тем или иным способом. На меньших удалениях появляется возможность измерения высоты с помощью высотомера малых высот и соответственно применения формы (4). Важно учитывать, что последняя форма позволяет определять боковые отклонения от оси ВПП как при подходе, так и на пробеге по ВПП. В последнем случае высота h есть высота ТК над поверхностью ВПП в положении ЛА на шасси.Form (3) should be used at large distances in conditions when the aircraft’s height above the runway surface cannot be estimated, and the range D is estimated in one way or another. At smaller distances, it becomes possible to measure the height using an altimeter of small heights and, accordingly, applying the form (4). It is important to note that the latter form allows you to determine lateral deviations from the axis of the runway both when approaching and on the run along the runway. In the latter case, the height h is the height of the TC above the runway surface in the position of the aircraft on the landing gear.

Данный подход к определению бокового отклонения от глиссады не требует знания курсового угла ВПП, а погрешности знания угла курса ЛА не влияют на точность захода на посадку.This approach to determining the lateral deviation from the glide path does not require knowledge of the runway heading angle, and errors in the knowledge of the angle of the aircraft heading do not affect the accuracy of the approach.

При работе с предлагаемой системой оператор наземного пункта управления имеет изображение на видеоконтрольном устройстве, формируемое бортовой ТК, что позволяет ему выполнить распознавание ВПП - определить предполагаемую точку начала (ОТ) и оси ВПП. Оператор может указать положение этих ориентиров на изображении курсором (первая точка - ОТ, вторая - определяющая направление оси ВПП). Координаты выбранных точек передаются в систему анализа изображения с ТК. Получив эти координаты, система обработки изображения ТК осуществляет запоминание видеоконтрастных элементов в окрестностях указанных начала и оси ВПП (запоминание эталонов). Используя эти эталоны, система выполняет восстановление положения указанных ориентиров на последующих кадрах видеоизображения.When working with the proposed system, the operator of the ground control point has an image on the video monitoring device formed by the onboard TC, which allows him to perform runway recognition - to determine the estimated starting point (OT) and the runway axis. The operator can indicate the position of these landmarks on the image with the cursor (the first point is FROM, the second one determines the direction of the runway axis). The coordinates of the selected points are transmitted to the image analysis system with the TC. Having received these coordinates, the TC image processing system stores video contrast elements in the vicinity of the indicated beginning and axis of the runway (storing standards). Using these standards, the system restores the position of the specified landmarks on subsequent frames of the video image.

Текущее оцениваемое системой обработки изображения положение начала и оси ВПП может быть соответствующим образом представлено на видеоконтрольном устройстве оператора (наложено на изображение местности). Это позволит оператору контролировать ошибки восстановления этих ориентиров, возникающих в процессе посадки, и вносить коррекции при необходимости. Скорость коррекции координат ограничивается для исключения недопустимых динамических возмущений по параметрам движения ЛА.The current position of the start and axis of the runway estimated by the image processing system can be appropriately presented on the operator’s video monitoring device (superimposed on the terrain image). This will allow the operator to control the recovery errors of these landmarks that occur during the landing process, and make corrections if necessary. The coordinate correction speed is limited to exclude unacceptable dynamic disturbances in the parameters of the aircraft motion.

В отличие от прямого пилотирования ЛА на участке посадки, возложение на оператора задач распознавания начала и оси ВПП не требует от него специальных навыков управления динамическим объектом конкретного типа. С другой стороны, исключение задачи распознавания ВПП на борту позволит существенно упростить решаемые там задачи обработки изображения. При этом возможности выполнения посадки на необорудованные площадки значительно расширяются.Unlike direct piloting of an aircraft at the landing site, assigning to the operator tasks of recognizing the beginning and axis of the runway does not require special skills in managing a dynamic object of a particular type. On the other hand, the elimination of the runway recognition task on board will significantly simplify the image processing tasks it solves. At the same time, the possibilities of landing on unequipped platforms are significantly expanding.

Предлагаемое изобретение не требует непрерывной устойчивой связи по радиоканалу «борт - земля» на всем продолжении посадки, возможность применения посадки с использованием видеоизображения по метеоусловиям подтверждается данными источника [3], а именно вероятность появления облаков в обширной области умеренных широт не превышает: ниже высоты 500 м - 8%, ниже высоты 300 м - 2.5%.The present invention does not require continuous stable communication over the airborne-ground channel throughout the entire landing, the possibility of using a landing using a video image according to weather conditions is confirmed by the source [3], namely, the probability of the appearance of clouds in a vast area of temperate latitudes does not exceed: below 500 m - 8%, below a height of 300 m - 2.5%.

Предлагаемый способ получения навигационной информации на борту может использоваться как единственный для обеспечения автоматической посадки, так и совмещаемый с применением спутниковой навигационной системы - с целью повышения точности и надежности системы посадки.The proposed method for obtaining navigation information on board can be used either the only one to ensure automatic landing, or combined with the use of a satellite navigation system in order to improve the accuracy and reliability of the landing system.

В настоящее время предложенный способ предполагается использовать на одном из изделий среднего класса беспилотных летательных аппаратов.Currently, the proposed method is expected to be used on one of the products of the middle class of unmanned aerial vehicles.

Источники информации, принятые во вниманиеSources of information taken into account

1. Патент РФ №2018785, кл. G01C 21/00. Система автоматической посадки летательных аппаратов;1. RF patent No. 20188785, cl. G01C 21/00. Automatic landing system for aircraft;

2. И.М.Макаров, С.В.Манько. Интеллектуальная система управления автоматической посадкой беспилотного летательного аппарата на основе комплексного применения технологии нечеткой логики. Авиакосмическое приборостроение, №10, 2004.2. I.M. Makarov, S.V. Manko. Intelligent control system for automatic landing of an unmanned aerial vehicle based on the integrated application of fuzzy logic technology. Aerospace Instrumentation, No. 10, 2004.

3. И.П.Мазин. Облака и облачная атмосфера. Гидрометеоиздат, 1989.3. I.P. Mazin. Clouds and cloudy atmosphere. Hydrometeoizdat, 1989.

Claims (4)

1. Способ получения навигационной информации для автоматической посадки беспилотных летательных аппаратов (БЛА) с использованием видеоизображения от бортовой панорамной телевизионной камеры, передаваемого по линии связи на видеоконтрольное устройство, расположенное на наземном пункте управления, отличающийся тем, что наземный оператор выполняет распознавание начала и оси взлетно-посадочной полосы (ВПП), указывает на видеоизображении курсором точку начала ВПП и вторую точку, определяющую вместе с первой положение оси ВПП, по координатам этих точек на борту запоминают эталоны изображения, производят автоматическое восстановление положения начала и оси ВПП на последующих кадрах изображения, по координатам начала ВПП на изображении, угловому положению телевизионной камеры на БЛА, угловому положению БЛА в нормальной подвижной системе координат определяют угловое положение линии визирования начала ВПП относительно горизонта и меридиана, по углу между осью ВПП на изображении и восстановленной на нем местной вертикалью и по высоте над поверхностью ВПП определяют боковое отклонение от глиссады, в том числе на пробеге по ВПП.1. A method of obtaining navigation information for automatic landing of unmanned aerial vehicles (UAVs) using video from an on-board panoramic television camera transmitted via a communication line to a video monitoring device located at a ground control point, characterized in that the ground operator performs recognition of the start and axis of the take-off - the runway (runway), indicates the start point of the runway and the second point on the video image with the cursor, which determines, together with the first position of the runway axis, These points on board memorize image standards, automatically restore the position of the start and axis of the runway at subsequent image frames, the angular position of the line of sight of the beginning is determined from the coordinates of the start of the runway in the image, the angular position of the television camera on the UAV, the angular position of the UAV in the normal moving coordinate system Runways relative to the horizon and meridian, the sides are determined by the angle between the runway axis in the image and the local vertical restored on it and the height above the surface of the runway ie the deviation from the glide path, including on the runway run. 2. Способ получения навигационной информации для автоматической посадки БЛА по п.1, отличающийся тем, что текущую дальность до начала ВПП определяют на борту по соотношению вариаций поперечных координат БЛА и соответствующих вариаций углов положения линии визирования начала ВПП, а по дальности до начала ВПП и по углу наклона линии визирования начала ВПП к горизонту определяют высоту над поверхностью ВПП.2. The method of obtaining navigation information for automatic UAV landing according to claim 1, characterized in that the current range before the start of the runway is determined on board by the ratio of the variations in the transverse coordinates of the UAV and the corresponding variations in the angles of the position of the line of sight of the start of the runway, and by the distance to the start of the runway and the angle of inclination of the line of sight of the beginning of the runway to the horizon determines the height above the surface of the runway. 3. Способ получения навигационной информации для автоматической посадки БЛА по п.1, отличающийся тем, что текущую дальность до начала ВПП определяют на борту с помощью лазерного дальномера, излучение которого направляется по текущей линии визирования начала ВПП системой отклоняющих дефлекторов, а по дальности до начала ВПП и по углу наклона линии визирования начала ВПП к горизонту определяют высоту над поверхностью ВПП.3. The method of obtaining navigation information for automatic UAV landing according to claim 1, characterized in that the current range to the start of the runway is determined on board using a laser rangefinder, the radiation of which is directed along the current line of sight of the start of the runway by a system of deflecting deflectors, and in range to the beginning The runway and the angle of inclination of the line of sight of the beginning of the runway to the horizon determine the height above the surface of the runway. 4. Способ получения навигационной информации для автоматической посадки БЛА по п.1, отличающийся тем, что оцениваемое на борту текущее положение начала и оси ВПП на видеоизображении индицируют на видеоконтрольном устройстве наземного оператора, а оператору предоставляют возможность коррекции этих ориентиров в ходе посадки путем выполнения предусмотренных воздействий на органы управления. 4. The method of obtaining navigation information for automatic UAV landing according to claim 1, characterized in that the current position of the start and axis of the runway evaluated on board is displayed on the video image on the video control device of the ground operator, and the operator is given the opportunity to correct these landmarks during the landing by performing the impacts on governing bodies.
RU2011127845/28A 2011-07-06 2011-07-06 Method of obtaining navigation information for automatic landing of unmanned aerial vehicle RU2466355C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011127845/28A RU2466355C1 (en) 2011-07-06 2011-07-06 Method of obtaining navigation information for automatic landing of unmanned aerial vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011127845/28A RU2466355C1 (en) 2011-07-06 2011-07-06 Method of obtaining navigation information for automatic landing of unmanned aerial vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2466355C1 true RU2466355C1 (en) 2012-11-10

Family

ID=47322354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011127845/28A RU2466355C1 (en) 2011-07-06 2011-07-06 Method of obtaining navigation information for automatic landing of unmanned aerial vehicle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2466355C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104197928B (en) * 2014-08-29 2017-01-18 西北工业大学 Multi-camera collaboration-based method for detecting, positioning and tracking unmanned aerial vehicle
CN109923492A (en) * 2016-11-14 2019-06-21 深圳市大疆创新科技有限公司 Flight path determines
RU2729226C1 (en) * 2019-10-07 2020-08-05 Иван Владимирович Чернов Method for neutralizing errors in movable gimballess inertial geodetic systems

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2018785C1 (en) * 1990-02-12 1994-08-30 Зиновьев Аркадий Васильевич Flying vehicles automatic landing system
RU1823356C (en) * 1991-05-28 1995-05-20 Московский научно-производственный комплекс "Авионика" Landing approach automatic control system
RU2040434C1 (en) * 1993-01-18 1995-07-25 Бабушкин Соломон Абрамович Aircraft automatic landing control system
RU2287838C2 (en) * 2004-12-24 2006-11-20 Закрытое акционерное общество "НПО Космического Приборостроения" Flying vehicle high-accuracy automatic landing system
EP2154665A2 (en) * 2008-08-14 2010-02-17 Honeywell International Inc. Automated landing area detection for aircraft

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2018785C1 (en) * 1990-02-12 1994-08-30 Зиновьев Аркадий Васильевич Flying vehicles automatic landing system
RU1823356C (en) * 1991-05-28 1995-05-20 Московский научно-производственный комплекс "Авионика" Landing approach automatic control system
RU2040434C1 (en) * 1993-01-18 1995-07-25 Бабушкин Соломон Абрамович Aircraft automatic landing control system
RU2287838C2 (en) * 2004-12-24 2006-11-20 Закрытое акционерное общество "НПО Космического Приборостроения" Flying vehicle high-accuracy automatic landing system
EP2154665A2 (en) * 2008-08-14 2010-02-17 Honeywell International Inc. Automated landing area detection for aircraft

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104197928B (en) * 2014-08-29 2017-01-18 西北工业大学 Multi-camera collaboration-based method for detecting, positioning and tracking unmanned aerial vehicle
CN109923492A (en) * 2016-11-14 2019-06-21 深圳市大疆创新科技有限公司 Flight path determines
US11868131B2 (en) 2016-11-14 2024-01-09 SZ DJI Technology Co., Ltd. Flight path determination
RU2729226C1 (en) * 2019-10-07 2020-08-05 Иван Владимирович Чернов Method for neutralizing errors in movable gimballess inertial geodetic systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11175135B2 (en) Aerial survey image capture systems and methods
CN109911188B (en) Bridge detection unmanned aerial vehicle system in non-satellite navigation and positioning environment
CN103822635B (en) The unmanned plane during flying spatial location real-time computing technique of view-based access control model information
Strydom et al. Visual odometry: autonomous uav navigation using optic flow and stereo
CN106054929A (en) Unmanned plane automatic landing guiding method based on optical flow
US8300096B2 (en) Apparatus for measurement of vertical obstructions
CN108255190B (en) Accurate landing method based on multiple sensors and tethered unmanned aerial vehicle using same
US8649917B1 (en) Apparatus for measurement of vertical obstructions
CN105644785A (en) Unmanned aerial vehicle landing method based on optical flow method and horizon line detection
US20150192928A1 (en) Method for the acquisition and processing of geographical information of a path
US11900820B2 (en) Map including data for routing aerial vehicles during GNSS failure
CN109143303A (en) Flight localization method, device and fixed-wing unmanned plane
RU2466355C1 (en) Method of obtaining navigation information for automatic landing of unmanned aerial vehicle
WO2021216159A2 (en) Real-time thermal camera based odometry and navigation systems and methods
CN112797982A (en) Unmanned aerial vehicle autonomous landing measurement method based on machine vision
CN104501802A (en) Earth target capturing and identifying method used for high-speed aircraft
RU200639U1 (en) An automated control device for an unmanned aerial vehicle when flying over a moving ground object
US10802276B2 (en) Display system, related display method and computer program
Efimov et al. Algorithm of geometrical transformation and merging of radar and video images for technical vision systems
US20230023069A1 (en) Vision-based landing system
RU2590936C1 (en) Integrated navigation and control system of aircraft
CN114564034A (en) Unmanned aerial vehicle autonomous landing strategy based on holder visual servo in GNSS-free environment
CN118149813A (en) Positioning method and system for wall-attached unmanned aerial vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160707