CN112241183A - 一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法 - Google Patents

一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112241183A
CN112241183A CN202010953330.8A CN202010953330A CN112241183A CN 112241183 A CN112241183 A CN 112241183A CN 202010953330 A CN202010953330 A CN 202010953330A CN 112241183 A CN112241183 A CN 112241183A
Authority
CN
China
Prior art keywords
photoelectric pod
aerial vehicle
unmanned aerial
control method
photoelectric
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
CN202010953330.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112241183B (zh
Inventor
王维
田兴
王念东
岳俊
陈蓓
周小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AVIC Chengdu Aircraft Design and Research Institute
Original Assignee
AVIC Chengdu Aircraft Design and Research Institute
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 AVIC Chengdu Aircraft Design and Research Institute filed Critical AVIC Chengdu Aircraft Design and Research Institute
Priority to CN202010953330.8A priority Critical patent/CN112241183B/zh
Publication of CN112241183A publication Critical patent/CN112241183A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112241183B publication Critical patent/CN112241183B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/12—Target-seeking control
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0094—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots involving pointing a payload, e.g. camera, weapon, sensor, towards a fixed or moving target
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D3/00—Control of position or direction
    • G05D3/10—Control of position or direction without using feedback

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

本发明属于无人机控制技术领域,公开了一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法，将无人机切换至自动飞行模式后，无人机的操作杆自动与光电吊舱的操作控制相匹配，任务操作员通过控制无人机的操作杆对光电吊舱进行控制，其中操作杆的按键设置为离散量控制方式，操作杆的推拉设置为步进量控制方式。本发明的方法可以让任务操作员不用目视按键和杆控制，仅通过直观记忆感受和触摸感受就可以选择到正确的按键控制和连续量控制，有效减少了任务操作员视线的转移，更加有利于控制无人系统光电吊舱设备，降低了任务操作员压力，提高了战斗力；本发明的方法还有利于无人机地面站控制席位的通用化设计，降低无人机地面站的成本。

Description

一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法
技术领域
本发明属于无人机控制技术领域,涉及一种无人机光电吊舱的控制方法,具 体涉及一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法。
背景技术
无人机地面站是无人机系统的重要组成部分,一般大型无人机在飞行和执行 任务过程中，地面站中的飞行员和任务操作员需要通过飞行操控席与任务操控席 对无人机系统进行实时控制,特别是任务操作员实时要通过光电设备对目标进行 搜索和跟踪。而地面站设计时需考虑席位的冗余备份和通用化,任务操作席位在 应急状态时需要备份飞行操作席，因此飞行操作席位与任务操作席位的硬件设备 完全一致。因此任务操作席位也需要安装飞行操作杆,飞行操作杆包括左操作杆 和右操作杆。
传统的光电吊舱云台控制方法,主要是基于控制面板(软件或硬件)的方向按 钮和开关按钮进行控制,或者是基于小型的单个摇杆控制光电球的方位,或者是 基于轨迹球控制光电球的方位和俯仰。而传统的战斗机也是主要通过光电系统的 显控软件和飞行操控杆上的少数苦力帽进行控制。
传统的光电吊舱控制方法需要使用控制面板进行操作，而飞行员在驾驶过程 中对于需要脱离操作杆的额外操作较为抵制，因为控制面板的操作不得不使飞行 员将注意力同时放在屏幕和控制面板上，导致精力得不到集中，从而影响对光电 吊舱的操控。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制 方法，基于无人机自动飞行模式的特点，通过无人机飞行操作杆对光电吊舱进行 操作，让任务操作员手不离杆，视觉关注的重点集中在光电球成像视频和目标上， 通过感受操作即可实现目标的跟踪、微调、锁定、击发的全过程，大大提高光电 吊舱的可操作性。
本发明的技术方案是：
一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法，将无人机切换至自动飞行模 式后，无人机的操作杆自动与光电吊舱的操作控制相匹配，任务操作员通过控制 无人机的操作杆对光电吊舱进行控制。
进一步的，操作杆的按键设置为离散量控制方式，操作杆的推拉设置为步进 量控制方式。
进一步的，操作杆的按键根据无人机光电吊舱的需求设置多种离散量控制方 式，包括变焦、视场的加减、时延补偿跟踪、光电吊舱跟踪。
进一步的，操作杆的推拉所设置的步进量为最小精度。
进一步的，操作杆包括左操作杆和右操作杆，左操作杆是无人机的油门杆， 右操作杆是无人机的姿态杆。
进一步的，左操作杆的推动控制光电吊舱的视场减，左操作杆的拉动控制光 电吊舱的视场加；左操作杆推动到最大角度时，光电吊舱视场最小，左操作杆拉 动到最大角度时，光电吊舱视场最大；左操作杆上的三个按键分别为变焦按键， 视场加按键和视场减按键。任务操作人员操作光电吊舱时，通过推动或者拉动左 操作杆到适当的位置，然后通过按键微调视场及焦距，就可以完成光电吊舱视场 的快速调节。
进一步的，右操作杆的角度操作是调整光电吊舱的方位角转动方向和速率， 以及俯仰角转动方向和速率；右操作杆的按键包括光电吊舱跟踪按键、时延补偿 跟踪控制模式按键、武器发射按键。
进一步的，右操作杆的苦力帽操作是微调光电吊舱瞄准十字的方位俯仰。
本发明的优点是：
1、通过对飞行操作杆在任务控制席位的控制光电吊舱定义设置和控制方法， 可以让任务操作员不用目视按键和杆控制，仅通过直观记忆感受和触摸感受就可 以选择到正确的按键控制和连续量控制，有效减少了任务操作员视线的转移，杜 绝了任务操作员对目标注意力的分散，更加有利于控制无人系统光电吊舱设备；
2、有利于操作员培训和有效形成直觉控制，在进行目标跟踪控制时，该组 合控制方法有效简化了任务操作员繁复的控制内容，降低了任务操作员压力，提 高了战斗力；
3、有利于无人机地面站控制席位的通用化设计，降低无人机地面站的成本。
附图说明
图1是左操作杆的结构示意图；
图2是右操作杆的结构主视图；
图3是右操作杆的结构右视图。
具体实施方式
本部分是本发明的实施例，用于解释和说明本发明的技术方案。
一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法，将无人机切换至自动飞行模 式后，无人机的操作杆自动与光电吊舱的操作控制相匹配，任务操作员通过控制 无人机的操作杆对光电吊舱进行控制。
进一步的，操作杆的按键设置为离散量控制方式，操作杆的推拉设置为步进 量控制方式。
进一步的，操作杆的按键根据无人机光电吊舱的需求设置多种离散量控制方 式，包括变焦、视场的加减、时延补偿跟踪、光电吊舱跟踪。
进一步的，操作杆的推拉所设置的步进量为最小精度。
进一步的，操作杆包括左操作杆和右操作杆，左操作杆是无人机的油门杆， 右操作杆是无人机的姿态杆。
进一步的，左操作杆的推动控制光电吊舱的视场减，左操作杆的拉动控制光 电吊舱的视场加；左操作杆推动到最大角度时，光电吊舱视场最小，左操作杆拉 动到最大角度时，光电吊舱视场最大；左操作杆上的三个按键分别为变焦按键， 视场加按键和视场减按键。任务操作人员操作光电吊舱时，通过推动或者拉动左 操作杆到适当的位置，然后通过按键微调视场及焦距，就可以完成光电吊舱视场 的快速调节。
进一步的，右操作杆的角度操作是调整光电吊舱的方位角转动方向和速率， 以及俯仰角转动方向和速率；右操作杆的按键包括光电吊舱跟踪按键、时延补偿 跟踪控制模式按键、武器发射按键。
进一步的，右操作杆的苦力帽操作是微调光电吊舱瞄准十字的方位俯仰。
下面结合附图说明本发明另一个实施例。
本发明的方法是将飞行操作杆在无人机自动飞行时切换成为光电吊舱的操 作杆，在光电吊舱操作时，左操作杆和右操作杆的一定定义和控制方式如下：
左手杆包括三个按钮式开关T1、T2、T3。左手杆沿径向(前后)进行运动， 向后拉极限位置定义为零位，向前推极限位置定义为最大值，最大角度行程约 70°；左手杆具有在行程范围内任意位置驻停功能，不具备自动回零。
左手杆各开关定义如表1所示。
表1左手杆开关定义
Figure BDA0002677770140000051
右手杆可采集右手杆沿两个轴向(前后向、左右向)的位移信息以及八个按 钮式按键。右手杆具有自动回中功能。
右手杆八个按钮开关分别为右下开关(S1)、右上开关(S2)、左下开关(S4)、 左上开关(S3)、中开关(MK)、前开关(S5)、侧开关(S6)、头侧开关(S7)。 握把位移方向(前后向、左右向)，自中心位置起两个轴向正负15°范围内可运 动。
右手杆各开关定义如表2所示
表2右手杆开关定义
Figure BDA0002677770140000052
Figure BDA0002677770140000061
根据上述的方法对操作杆进行定义后，操作杆的控制方法如下：
1、光电设备视场控制：
当左手杆T1按钮式按键按下时，杆的前后运动控制光电设备的连续变焦。
左手杆向前推，EO焦距变大，视场减小；向后拉，焦距变小，视场增加；变 化的速度与推杆拉杆的速度一致；
当左手杆T2按钮式按键按下时，光电设备的视场在当前视场下按照固定步 长增加，松手则停止在当前视场；
当左手杆T3按钮式按键按下时，光电设备的视场在当前视场下按照固定步 长减少，松手则停止在当前视场；
2、光电设备跟踪控制：
右手操纵杆前推，控制EO瞄准十字向下；操纵杆右偏，控制EO瞄准十字向 右；操纵杆回中后，EO瞄准十字回到图像中心
3、光电设备搜跟控制：
在EO已经跟踪已有目标的前提下，其中心十字及跟踪波门都同时与目标重 叠，此时按下右杆“搜索跟踪”按钮时，跟踪波门依然稳定跟踪目标(在屏幕中 心)，此时任务操作员可上、下、左、右移动操纵杆，瞄准十字可跟随杆偏转而 运动，操纵杆偏转的位置代表EO瞄准十字在图像上的像素位置变化；当松开右 杆“搜索跟踪”按钮时，EO会放弃最初跟踪的目标，转而跟踪松开按钮瞬间瞄准 十字所压住的目标，并且重新进入跟踪模式。
4、光电设备时延补偿控制：
时延补偿跟踪1和时延补偿跟踪2，用于在EO处于跟踪状态下，链路延迟较 大时使用，使用方法与EO“搜索跟踪”控制一致。松开S4按钮后EO会重新跟踪 当前十字光标位置物体。松开S1按钮后EO会重新跟踪当前十字光标位置附近运 动物体。
5、武器击发控制：
根据武器投放模式的不同，通过右手杆上的武器发射按钮完成武器的正常投 放或选择投弃。
6、激光发射控制：
与武器击发控制关联，按压武器击发控制按钮后，根据武器导引方式、武器 投放模式自动进行激光照射。

Claims (8)

1.一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法，其特征在于，将无人机切换至自动飞行模式后，无人机的操作杆自动与光电吊舱的操作控制相匹配，任务操作员通过控制无人机的操作杆对光电吊舱进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法，其特征在于，操作杆的按键设置为离散量控制方式，操作杆的推拉设置为步进量控制方式。
3.根据权利要求2所述的一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法，其特征在于，操作杆的按键根据无人机光电吊舱的需求设置多种离散量控制方式，包括变焦、视场的加减、时延补偿跟踪、光电吊舱跟踪。
4.根据权利要求2所述的一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法，其特征在于，操作杆的推拉所设置的步进量为最小精度。
5.根据权利要求2所述的一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法，其特征在于，操作杆包括左操作杆和右操作杆，左操作杆是无人机的油门杆，右操作杆是无人机的姿态杆。
6.根据权利要求5所述的一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法，其特征在于，左操作杆的推动控制光电吊舱的视场减，左操作杆的拉动控制光电吊舱的视场加；左操作杆推动到最大角度时，光电吊舱视场最小，左操作杆拉动到最大角度时，光电吊舱视场最大；左操作杆上的三个按键分别为变焦按键，视场加按键和视场减按键。任务操作人员操作光电吊舱时，通过推动或者拉动左操作杆到适当的位置，然后通过按键微调视场及焦距，就可以完成光电吊舱视场的快速调节。
7.根据权利要求5所述的一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法，其特征在于，右操作杆的角度操作是调整光电吊舱的方位角转动方向和速率，以及俯仰角转动方向和速率；右操作杆的按键包括光电吊舱跟踪按键、时延补偿跟踪控制模式按键、武器发射按键。
8.根据权利要求5所述的一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法，其特征在于，右操作杆的苦力帽操作是微调光电吊舱瞄准十字的方位俯仰。
CN202010953330.8A 2020-09-11 2020-09-11 一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法 Active CN112241183B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010953330.8A CN112241183B (zh) 2020-09-11 2020-09-11 一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010953330.8A CN112241183B (zh) 2020-09-11 2020-09-11 一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112241183A true CN112241183A (zh) 2021-01-19
CN112241183B CN112241183B (zh) 2023-03-24

Family

ID=74170769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010953330.8A Active CN112241183B (zh) 2020-09-11 2020-09-11 一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112241183B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114625179A (zh) * 2022-03-14 2022-06-14 中国科学院光电技术研究所 一种旋转双棱镜快速平滑跟踪目标方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4746082A (en) * 1983-07-15 1988-05-24 Flight Refuelling Ltd. Aircraft and a system including aircraft borne apparatus
CN101811578A (zh) * 2010-04-23 2010-08-25 福建省电力有限公司福州电业局 电力巡检无人直升机专用光电吊舱
CN106672251A (zh) * 2016-12-06 2017-05-17 中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所 一种光电吊舱的安装结构
CN108091201A (zh) * 2017-12-27 2018-05-29 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种辅助练习操控机载光电吊舱的目标模拟装置
CN108258613A (zh) * 2017-12-28 2018-07-06 中国科学院西安光学精密机械研究所 智能巡线光电吊舱及实现巡线的方法
CN207860492U (zh) * 2018-01-19 2018-09-14 大连云海创新科技有限公司 一种多镜头无人机光学吊舱
CN110580054A (zh) * 2019-08-21 2019-12-17 东北大学 一种基于自主视觉跟踪的光电吊舱的控制系统及方法
CN209859283U (zh) * 2019-05-22 2019-12-27 成都天瀚智能科技有限公司 一种双屏触控地面站

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4746082A (en) * 1983-07-15 1988-05-24 Flight Refuelling Ltd. Aircraft and a system including aircraft borne apparatus
CN101811578A (zh) * 2010-04-23 2010-08-25 福建省电力有限公司福州电业局 电力巡检无人直升机专用光电吊舱
CN106672251A (zh) * 2016-12-06 2017-05-17 中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所 一种光电吊舱的安装结构
CN108091201A (zh) * 2017-12-27 2018-05-29 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种辅助练习操控机载光电吊舱的目标模拟装置
CN108258613A (zh) * 2017-12-28 2018-07-06 中国科学院西安光学精密机械研究所 智能巡线光电吊舱及实现巡线的方法
CN207860492U (zh) * 2018-01-19 2018-09-14 大连云海创新科技有限公司 一种多镜头无人机光学吊舱
CN209859283U (zh) * 2019-05-22 2019-12-27 成都天瀚智能科技有限公司 一种双屏触控地面站
CN110580054A (zh) * 2019-08-21 2019-12-17 东北大学 一种基于自主视觉跟踪的光电吊舱的控制系统及方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XIANLI LI 等: "Friction Cancellation Based on Output Differentiation for Gyro Stabilized Pod", 《2011 INTERNATIONAL CONFERENCE ON CONTROL, AUTOMATION AND SYSTEMS ENGINEERING》 *
ZHOU JUNPENG 等: "Research on six degrees of freedom compound control technology for improving photoelectric pod pointing accuracy", 《OPTICAL REVIEW》 *
彭炽刚等: "机载控制吊舱平滑转动系统的设计与实现", 《自动化技术与应用》 *
李宏伟 等: "无人驾驶直升机地面控制台关键技术研究", 《遥测遥控》 *
王维: "某型无人机指挥控制系统的研究与设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114625179A (zh) * 2022-03-14 2022-06-14 中国科学院光电技术研究所 一种旋转双棱镜快速平滑跟踪目标方法
CN114625179B (zh) * 2022-03-14 2023-05-26 中国科学院光电技术研究所 一种旋转双棱镜快速平滑跟踪目标方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112241183B (zh) 2023-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1705116B1 (en) Systems and methods for automatically and semiautomatically controlling aircraft refueling
CN112241183B (zh) 一种无人机系统光电吊舱的地面组合控制方法
US7669513B2 (en) Multiple weapon system for armored vehicle
US7818910B2 (en) Weapon integrated controller
KR100819801B1 (ko) 자동 격발 기구 및 이를 구비한 경계 로봇
US20030226305A1 (en) Remote control module for a vehicle
US4318330A (en) Method and apparatus for the precise alignment of a weapon
CN102789327A (zh) 一种基于手势的移动机器人控制方法
JP2004258837A (ja) カーソル操作装置、その方法およびそのプログラム
CN105430280B (zh) 一种双视场热像仪及其自动聚焦方法
GB1605027A (en) Aiming arrangements
CN104501657B (zh) 遥控型激光测距目标指示器
US9551998B2 (en) Remote control device
CN102269541A (zh) 自行高炮炮长瞄准镜动态观瞄装置
CN105292503B (zh) 一种安全高效的自动飞行控制系统控制显示机构
DE2650380A1 (de) Verfahren zur endphasenlenkung von ballistischen geschossen
JP5697734B1 (ja) 移動体搭載電子機器制御装置
EP2302481B1 (de) Verfahren zur Bereitstellung von Steuerbefehlen für ein mittels einer Bedieneinheit lenkbares Fahrzeug und Steuerungssystem für ein derartiges Fahrzeug
WO2011070478A1 (en) A system and method for controlling the orientation of a turret
CN116788511A (zh) 一种多通道交互的人机协同作战飞行器座舱及其使用方法
CN216994877U (zh) 一种光电瞄准吊舱控制装置
CN109933053B (zh) 一种基于机动动作链的无人机控制方法和无人机
CN111487999B (zh) 一种转塔伺服和光电伺服协同控制系统和方法
CN113686196A (zh) 一种枪械电控击发系统及其使用方法
WO2005033611A1 (en) Multiple weapon system for an armored vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant