CN113071695A - 飞行器辅助着陆系统及方法 - Google Patents

飞行器辅助着陆系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113071695A
CN113071695A CN202110480476.XA CN202110480476A CN113071695A CN 113071695 A CN113071695 A CN 113071695A CN 202110480476 A CN202110480476 A CN 202110480476A CN 113071695 A CN113071695 A CN 113071695A
Authority
CN
China
Prior art keywords
landing gear
main landing
aircraft
light source
light
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
CN202110480476.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN113071695B (zh
Inventor
孙则徐
于雷
李维娜
张大川
钱一彬
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.)
Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Shanghai Aircraft Design and Research Institute Commercial Aircraft Corporation of China Ltd
Original Assignee
Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Shanghai Aircraft Design and Research Institute Commercial Aircraft Corporation of China Ltd
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 Commercial Aircraft Corp of China Ltd, Shanghai Aircraft Design and Research Institute Commercial Aircraft Corporation of China Ltd filed Critical Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Priority to CN202110480476.XA priority Critical patent/CN113071695B/zh
Publication of CN113071695A publication Critical patent/CN113071695A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113071695B publication Critical patent/CN113071695B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
    • B64D47/02—Arrangements or adaptations of signal or lighting devices
    • B64D47/04—Arrangements or adaptations of signal or lighting devices the lighting devices being primarily intended to illuminate the way ahead
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D43/00—Arrangements or adaptations of instruments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • B64D45/04—Landing aids; Safety measures to prevent collision with earth's surface
    • B64D45/08—Landing aids; Safety measures to prevent collision with earth's surface optical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
    • B64D47/08—Arrangements of cameras

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

本公开涉及飞行器辅助着陆系统及方法。所述飞行器辅助着陆系统包括：分别安装在第一主起落架支柱和第二主起落架支柱上的第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源用于发射光以分别将第一光斑和第二光斑照射在跑道上；安装在飞行器机腹下的相机，所述相机用于对所述第一光斑和所述第二光斑进行成像，并且将所获得的图像传送到飞行器机载处理单元，以供计算所述第一主起落架的第一离地高度和所述第二主起落架的第二离地高度，其中所述第一离地高度和所述第二离地高度被显示在机载显示器上以辅助飞行员着陆。

Description

飞行器辅助着陆系统及方法
技术领域
本公开涉及飞行器辅助着陆系统及方法。
背景技术
目前，在飞行器着陆时，飞行员主要通过目视降落和/或无线电盲降来在近进过程中控制飞行器。
目视降落主要是飞行员依靠飞行器的高度计与跑道端头的助降灯判断飞行器高度是否过高或者过低，从而实现下滑角控制。但在进入跑道实施触地着陆时，无论是无线电高度计还是气压式高度计都只能向飞行员提供飞行器高度，而无法实际反映起落架与地面的相对高度和相对垂直速度。
在无线电盲降中，飞行员通过设定飞行器自动着陆系统参数，通过无线电引导近进，控制完成着陆。在这一过程中，飞行器是通过气压式高度计或无线电高度计来获得各种参数，因此也无法反映实际起落架与地面的相对高度和相对垂直速度。
由于飞行器上的高度计在飞行器着陆前无法向飞行员给出起落架的实际离地高度，所以飞行器起落架最后触地的垂直速度的控制主要受飞行员主观控制，从而在很大程度上受飞行员经验的影响。因此，经常发生飞行器着陆时由于垂直速度过高造成飞行器触地后弹起，并经常造成起落架或起落架连接的机体结构受损。
本公开针对但不限于上述诸多因素进行了改进。
发明内容
为此，本公开提供了飞行器辅助着陆系统及相关方法。本公开的系统在飞行器上增设了相机与光源，例如在飞行器主起落架后方增设相机同时在靠近主起落架支柱根部附近的机翼结构上增设光源，并且使用光源在跑道上形成的光斑位置来判断起落架离地高度与垂直下降速度，随后将相关数据反馈给飞行员供其作为操控飞行器的依据。由此，本公开能在飞行器着陆前为飞行员提供精确到厘米级的起落架离地高度，从而帮助飞行员改善飞行器着陆品质，减小着陆冲击。
根据本公开的第一方面，提供了一种飞行器辅助着陆系统，包括：分别安装在第一主起落架支柱和第二主起落架支柱上的第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源用于发射光以分别将第一光斑和第二光斑照射在跑道上；安装在飞行器机腹下的相机，所述相机用于对所述第一光斑和所述第二光斑进行成像，并且将所获得的图像传送到飞行器机载处理单元，以供计算所述第一主起落架的第一离地高度和所述第二主起落架的第二离地高度，其中所述第一离地高度和所述第二离地高度被显示在机载显示器上以辅助飞行员着陆。
根据本公开的一实施例，所述图像还被用于计算所述飞行器的第一主起落架的第一垂直下降速度和第二主起落架的第二垂直下降速度并且所述第一垂直下降速度和所述第二垂直下降速度也被显示在机载显示器上以辅助飞行员着陆。
根据本公开的另一实施例，所述第一离地高度和所述第一垂直下降速度以及所述第二离地高度和所述第二垂直下降速度分别被叠加在所述图像上在所述第一主起落架和所述第二主起落架附近，并且与所述图像一起显示在机载显示器上。
根据本公开的又一实施例，所述第一光源和所述第二光源分别通过卡箍支架固定在所述第一主起落架支柱和所述第二主起落架支柱，并且所述第一光源和所述第二光源发射的光的交点在所述第一主起落架和所述第二主起落架处于完全展开状态下的最低站位线上。
根据本公开的又一实施例，所述第一光源和所述第二光源所发射的光的夹角在60°到120°之间。
根据本公开的又一实施例，相比于所述第一主起落架和所述第二主起落架，所述相机安装在飞行器机腹下零纵位置且更靠近飞行器尾部。
根据本公开的又一实施例，所述第一光斑和所述第二光斑因所述第一光源和所述第二光源发出不同频率的光而具有不同颜色，和/或所述第一光斑和所述第二光斑具有不同形状和/或大小。
根据本公开的又一实施例，所述第一光源和所述第二光源是发散度足够小且亮度足够高的激光源。
根据本公开的又一实施例，在所述第一主起落架和所述第二主起落架完全展开之际，所述第一光源、所述第二光源、所述相机开启，并且在所述第一主起落架和所述第二主起落架触地之后，所述第一光源、所述第二光源、所述相机关闭。
根据本公开的又一实施例，通过照射平面中的坐标系来计算所述第一主起落架的第一离地高度和所述第二主起落架的第二离地高度，其中所述照射平面被定义为所述第一光源发出的光线、所述第二光源发出的光线、以及起落架最低占位线所在的平面，并且所述坐标系的原点被定义为所述第一光源发出的光线、所述第二光源发出的光线、以及所述起落架最低占位线的交点，所述起落架最低占位线被定义为x轴，而其在所述照射平面中通过所述交点的垂线被定义为y轴，飞行器机载处理单元通过求解在照射平面内起落架最低点的离地距离，并根据飞行器实际俯仰角将照射平面内的最小离地距离修正为实际最小离地距离，从而所述第一主起落架的第一离地高度和所述第二主起落架的第二离地高度分别通过以下公式来得出：
Figure BDA0003049029910000031
Figure BDA0003049029910000032
其中HL表示所述第一主起落架的第一离地高度；HR表示所述第二主起落架的第二离地高度；ψ表示飞行器俯仰角；
Figure BDA0003049029910000033
表示飞行器滚转轴与所述照射平面的夹角；-T/2和T/2分别表示所述第一主起落架和所述第二主起落架的外轮距在所述坐标系中的坐标；xL、yL分别表示是所述第一光斑在所述照射平面中的横坐标和纵坐标；xR、yR分别表示是所述第二光斑在所述照射平面中的横坐标和纵坐标。
根据本公开的又一实施例，所述第一主起落架的第一垂直下降速度和所述第二主起落架的第二垂直下降速度是根据由所述相机获得的两个连贯图像来得到的，通过两个连贯图像所获得的离地高度以及这两个图像的时间差来计算起落架的垂直下降速度，其中所述第一主起落架的第一垂直下降速度和所述第二主起落架的第二垂直下降速度分别通过如下公式计算得到：
Figure BDA0003049029910000034
Figure BDA0003049029910000041
其中VL、VR分别是第一和第二主起落架的垂直下降速度；HL1、HR1分别是通过所述两个连贯图像中的第一图像所获得的第一和第二主起落架的离地高度；HL2、HR2分别是根据所述两个连贯图像中的第二图像所获得的第一和第二主起落架的离地高度；Δt是所述相机获得所述两个连贯图像的时间差。
根据本公开的第二方面，提供了一种包括如本公开的第一方面所述的系统的飞行器。
根据本公开的第三方面，提供了一种飞行器辅助着陆方法，包括：检测所述飞行器的起落架已完全展开；打开第一光源和第二光源以分别将第一光斑和第二光斑照射在跑道上；使用相机以特定帧率对所述第一光斑和所述第二光斑进行成像，并将所获得的图像传送到飞行器机载处理单元，以供计算所述第一主起落架的第一离地高度和所述第二主起落架的第二离地高度；以及将所述第一离地高度和所述第二离地高度被显示在机载显示器上以辅助飞行员着陆。
根据本公开的一实施例，所述图像还被用于计算所述飞行器的第一主起落架的第一垂直下降速度和第二主起落架的第二垂直下降速度并且所述第一垂直下降速度和所述第二垂直下降速度也被显示在机载显示器上以辅助飞行员着陆。
各方面一般包括如基本上在本文参照附图所描述并且如通过附图所解说的方法、装备、系统、计算机程序产品和处理系统。
前述内容已较宽泛地勾勒出根据本公开的示例的特征和技术优势以使下面的详细描述可以被更好地理解。附加的特征和优势将在此后描述。所公开的概念和具体示例可容易地被用作修改或设计用于实施与本公开相同的目的的其他结构的基础。此类等效构造并不背离所附权利要求书的范围。本文所公开的概念的特性在其组织和操作方法两方面以及相关联的优势将因结合附图来考虑以下描述而被更好地理解。每一附图是出于解说和描述目的来提供的，且并不定义对权利要求的限定。
附图说明
为了能详细理解本公开的以上陈述的特征所用的方式，可参照各方面来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中解说。然而应该注意，附图仅解说了本公开的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为本描述可允许有其他等同有效的方面。不同附图中的相同附图标记可标识相同或相似的元素。
图1是根据本公开的一实施例的示例性飞行器辅助着陆系统的示意性框图；
图2-4分别以飞行器的侧视图、截面图和局部侧视图的形式示出了图1的示例性系统在飞行器上的安装的示意图；
图5是根据本公开的一实施例的示例性飞行器辅助着陆方法的流程图；
图6是根据本公开的一实施例的飞行器主起落架的离地高度的示意图；
图7是根据本公开的一实施例的飞行器机载显示器上的显示画面的示意图。
具体实施方式
以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述，而无意表示可实践本文中所描述的概念的仅有的配置。本详细描述包括具体细节以提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践这些概念。
参考图1，其示出了根据本公开的一实施例的示例性飞行器辅助着陆系统100的示意性框图。如图所示，飞行器辅助着陆系统100可包括光源105和相机110。
在一实施例中，光源105可安装在飞行器的主起落架的支柱上并用于发射光以将光斑照射在待降跑道上。例如，参考图2-4，它们分别以飞行器的侧视图200、截面图300和局部侧视图400的形式示出了图1的示例性系统100在飞行器上的安装的示意图。从图2和图4中可以看到，在本公开的优选实施例中，光源105安装在飞行器的主起落架的支柱根部处。
在另一实施例中，光源105可包括两个光源：第一光源和第二光源，使得它们分别安装在飞行器的第一主起落架支柱和第二主起落架支柱上。该第一光源和第二光源分别发射光以将第一光斑和第二光斑照射在待降跑道上。例如，参考图3，其以飞行器的截面图的形式示出了图1的示例性系统100在飞行器上的安装的示意图，其中该截面图是以两个光源发射的相交光线所在的平面对飞行器进行截面来取得的。从图3中可以清楚地看到，两个光源(即，第一光源301、第二光源302)分别安装在第一和第二主起落架的支柱上(尤其是支柱根部上，以减轻光源在主起落架展开和缩回时所受的影响)，并且分别将光斑照射在待降跑道上。
尽管在此将光源描述为安装在主起落架支柱上，本领域技术人员可以明白，光源可被安装在飞行器的任何合适的位置处，例如机腹、机翼等等。
在本公开的又一优选实施例中，为确保光源相对于起落架固定，第一光源301和第二光源302可分别通过卡箍支架固定在第一主起落架支柱和第二主起落架支柱上。然而，本领域技术人员可以明白，可以采用任何其他合适的方式将光源固定在起落架支柱上，诸如通过粘附、螺栓等等方式。
在优选实施例中，第一光源301和第二光源302所发射的光是相交的，且其交点在第一主起落架和第二主起落架处于完全展开状态下的最低站位线上。如图3所示，第一光源301发出的光线、第二光源302发出的光线、以及起落架最低占位线相交于点O。
进一步根据该实施例，第一光源301和第二光源302所发射的光在交点O处的夹角在60°到120°之间，以便于估计起落架的离地高度和飞行器垂直下降速度。从图3中可见，夹角α在60°到120°之间。然而，本领域技术人员可以明白，第一光源301和第二光源302所发射的光在交点O处的夹角可以是任何其他合适的值。
继续参考图1，根据本公开的一实施例，相机110可被用于对第一光源301和第二光源302所形成的第一光斑和第二光斑进行成像，并且将所获得的图像传送到飞行器机载处理单元，以供计算第一主起落架的第一离地高度和第二主起落架的第二离地高度。在该实施例中，该第一离地高度和第二离地高度被显示在机载显示器上以辅助飞行员着陆。
在本公开的另一优选实施例中，相机110所获得的图像还可被用于计算飞行器的第一主起落架的第一垂直下降速度和第二主起落架的第二垂直下降速度。并且在该实施例中，第一垂直下降速度和第二垂直下降速度也被显示在机载显示器上以辅助飞行员着陆。例如，可由相机110获得两个连贯图像，将分别根据这两个连贯图像所获得的离地高度来得到高度差，随后将该高度差除以获得这两个连贯图像之间的时间差来得到垂直下降速度。
进一步根据该实施例，第一离地高度和第一垂直下降速度被叠加在所述图像上在第一主起落架附近，并且第二离地高度和第二垂直下降速度被叠加在所述图像上在第二主起落架附近，从而与所述图像一起显示在机载显示器上以辅助飞行员着陆。参考图7，其示出了根据本公开的一实施例的飞行器机载显示器上的显示画面的示意图。在图7中可以看到，第一起落架附近叠加有其高度/速度HL/VL，而第二起落架附近也叠加有其高度/速度HR/VR。这一信息可以辅助飞行员来以更合适的垂直下降速度着陆。
在本公开的又一实施例中，相机110可被安装在飞行器的机腹下。例如，相比于第一主起落架301和第二主起落架302，相机110安装在飞行器机腹下更靠近飞行器尾部的位置。如从图2中可以看到，相机110被安装在飞行器机腹下零纵位置，在主起落架后方，因而更靠近飞行器尾部。然而，本领域技术人员，相机110可被安装在飞行器的任何合适位置处，只要它能够对第一光源301和第二光源302所形成的光斑进行成像即可。在优选实施例中，为便于成像和后续处理，相机110可具有20-70°的视野范围(参见图2中相机上视界和下视界之间的夹角r)，并且相机110的成像帧率至少是60帧/秒，以使得飞行器可以看到连续的图像显示(即，视频)。当然，本领域技术人员可以明白，可以使用具有任何其他合适视野范围和成像帧率的相机。
根据本公开的一优选实施例，根据相机110所获得的图像来计算第一主起落架的第一离地高度和第二主起落架的第二离地高度以及第一主起落架的第一垂直下降速度和第二主起落架的第二垂直下降速度是通过对所述图像进行坐标转换操作来如下实现的：
1)通过图像处理来在相机所获得的图像中找出第一光斑和第二光斑的像素坐标(xLP,yLP)，(xRP,yRP)。这可通过常用图像处理操作来实现，因而在此不再赘述。
2)将坐标修正系数分别应用于光斑的像素坐标来获得光斑在照射平面内的坐标(xL,yL)，(xR,yR)。其中，照射平面被定义为第一光源301发出的光线、第二光源302发出的光线、以及起落架最低占位线所在的平面。如上所述，第一光源301发出的光线、第二光源302发出的光线、以及起落架最低占位线相交于点O。该点O可被定义为坐标原点，起落架最低占位线可被定义为x轴，而其在该平面中通过点O的垂线可被定义为y轴。参考图6，其示出了根据本公开的一实施例的飞行器主起落架的离地高度的示意图600。可以看到，图6即是这一照射平面的示意图。
此外，坐标修正系数是与相机的焦段(即镜头焦距的分段，一般分为超广角、广角、标准、中焦、中长焦、长焦、超长焦等等)有关的修正系数，因而这一修正系数可以是根据所采用的相机而异的并且是固定的。
例如，令针对x像素坐标和y像素坐标的坐标修正系数分别为Cx(xP，yP)、Cy(xP，yP)，则修正计算如下：
x＝Cx(xP，yP))×xP；
y＝Cy(xP，yP)×yP。
其中x和y分别表示光斑在照射平面内的横坐标和纵坐标，xP和yP分别表示光斑在图像中的像素坐标，坐标修正系数Cx(xP，yP)、Cy(xP，yP)是与相机的焦段有关的固定系数。
3)根据光斑在照射平面内的坐标(xL,yL)，(xR,yR)来计算起落架的离地高度。
可以明白，两个主起落架外轮距在上述坐标系中的坐标是固定的，并且在此将其分别设为(-T/2,0)与(T/2,0)。则，左右主起落架离地距离可通过以下公式来计算得到：
Figure BDA0003049029910000091
Figure BDA0003049029910000092
其中如参考图2右下部分所示，ψ表示飞行器俯仰角；
Figure BDA0003049029910000093
表示飞行器滚转轴与所述照射平面的夹角。
4)根据通过两个连贯图像所获得的离地高度以及这两个图像的时间差来计算起落架的垂直下降速度。
例如，假定根据第一图像所获得的左和右主起落架的离地高度分别是HL1、HR1，根据第二图像所获得的左和右主起落架的离地高度分别是HL2、HR2，相机获得这两个连贯图像的时间差是Δt，则左和右主起落架的垂直下降速度VL、VR分别可被计算为：
Figure BDA0003049029910000094
Figure BDA0003049029910000095
在本公开的另一优选实施例中，为便于图像处理，第一光源301和第二光源302可发出不同频率的光，从而使得第一光斑和第二光斑具有不同颜色。在又一实施例中，第一光斑和第二光斑也可具有不同形状和/或大小。
此外，为提高所计算的离地高度和垂直下降速度的准确度，第一光源301和第二光源302可以是发散度足够小且亮度足够高的激光源，从而使得能够在图像中找到更精确的光斑像素坐标。
在本公开的又一优选实施例中，为了减少功耗，第一光源301、第二光源302以及相机可在第一主起落架和第二主起落架完全展开之际开启，并且在第一主起落架和第二主起落架触地之后关闭。
下面参考图5，其示出了是根据本公开的一实施例的示例性飞行器辅助着陆方法500的流程图。
如图5所示，方法500可包括在框510，检测飞行器的起落架已完全展开。本领域技术人员可以明白，飞行器起落架的展开状态可通过任何合适的方式来确定，因而在此不再赘述。
随后，在检测到飞行器的起落架已完全展开之后，方法500可包括在框520打开第一光源和第二光源以分别将第一光斑和第二光斑照射在跑道上。例如，结合图2-4，第一光源301和第二光源302可被打开以将第一光斑和第二光斑照射在跑道上。
接着，在框530，方法500可包括打开相机来对第一光斑和第二光斑进行成像，并将所获得的图像传送到飞行器机载处理单元，以供计算第一主起落架的第一离地高度和第二主起落架的第二离地高度。例如，如以上结合图6所描述的，可以通过图像处理、坐标系设定、光斑的坐标修正等操作来根据相机所获得的图像计算出第一主起落架的第一离地高度和第二主起落架的第二离地高度。
此外，本领域技术人员可以明白，尽管分别在步骤520和530中描述了打开光源和相机，相机也可以在步骤520中与光源一起打开，以备对光斑进行成像。
最后，方法500可包括在框540将第一离地高度和第二离地高度显示在机载显示器上以辅助飞行员着陆。如图7所示，第一离地高度以及第二离地高度分别被叠加在相机所获得的图像上在第一主起落架和第二主起落架附近，并且与该图像一起显示在机载显示器上。
可任选地，在本公开的优选实施例中，方法500还可包括将相机所获得的图像用于计算飞行器的第一主起落架的第一垂直下降速度和第二主起落架的第二垂直下降速度。在这一实施例中，第一垂直下降速度和第二垂直下降速度也被显示在机载显示器上以辅助飞行员着陆。
具体而言，参见图7，第一离地高度和第一垂直下降速度以及第二离地高度和第二垂直下降速度分别被叠加在图像上在第一主起落架和第二主起落架附近，并且与图像一起显示在机载显示器上。
在本公开的又一优选实施例中，还可提供各种其他合适的参数以供辅助飞行员着陆。例如，如图7所示，当飞行器在待降跑道上方(例如，高度为2-3米)时，跑道地面上出现两个光斑。随着飞行器高度不断下降，这两个光斑会逐渐向着水平基准线(即，两个主起落架在完全展开时的最低站位线)和纵向基准线(即，飞行器的中轴线)的交点(即，参考坐标原点)逼近，同时在两侧起落架附近区域显示该侧起落架的估计离地高度(HL、HR)与垂直下降速度(VL、VR)。由此，飞行员可根据该画面中的地平线与水平基准线来判断飞行器是否水平，以及根据纵向基准线确定飞行器是否与待降跑道中线对准。
在本公开的另一实施例中，其还涉及包括上述系统的飞行器。
以上具体实施方式包括对附图的引用，附图形成具体实施方式的部分。附图通过说明来示出可实践的特定实施例。这些实施例在本文中也称为“示例”。此类示例可以包括除所示或所述的那些元件以外的元件。然而，还构想了包括所示或所述元件的示例。此外，还构想出的是使用所示或所述的那些元件的任何组合或排列的示例，或参照本文中示出或描述的特定示例(或其一个或多个方面)，或参照本文中示出或描述的其他示例(或其一个或多个方面)。
在所附权利要求书中，术语“包括”和“包含”是开放式的，也就是说，在权利要求中除此类术语之后列举的那些元件之外的元件的系统、设备、制品或过程仍被视为落在那项权利要求的范围内。此外，在所附权利要求书中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅被用作标记，并且不旨在表明对它们的对象的数字顺序。
另外，本说明书中所解说的各操作的次序是示例性的。在替换实施例中，各操作可以按与附图所示的不同次序执行，且各操作可以合并成单个操作或拆分成更多操作。
以上描述旨在是说明性的，而非限制性的。例如，可结合其他实施例来使用以上描述的示例(或者其一个或多个方面)。可诸如由本领域普通技术人员在审阅以上描述之后来使用其他实施例。摘要允许读者快速地确定本技术公开的性质。提交该摘要，并且理解该摘要将不用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在以上具体实施方式中，各种特征可以共同成组以使本公开流畅。然而，权利要求可以不陈述本文中公开的每一特征，因为实施例可以表征所述特征的子集。此外，实施例可以包括比特定示例中公开的特征更少的特征。因此，所附权利要求书由此被结合到具体实施方式中，一项权利要求作为单独的实施例而独立存在。本文中公开的实施例的范围应当参照所附权利要求书以及此类权利要求所赋予权利的等价方案的完整范围来确定。

Claims (14)

1.一种飞行器辅助着陆系统，包括：
分别安装在第一主起落架支柱和第二主起落架支柱上的第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源用于发射光以分别将第一光斑和第二光斑照射在跑道上；
安装在飞行器机腹下的相机，所述相机用于对所述第一光斑和所述第二光斑进行成像，并且将所获得的图像传送到飞行器机载处理单元，以供计算所述第一主起落架的第一离地高度和所述第二主起落架的第二离地高度，
其中所述第一离地高度和所述第二离地高度被显示在机载显示器上以辅助飞行员着陆。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像还被用于计算所述飞行器的第一主起落架的第一垂直下降速度和第二主起落架的第二垂直下降速度并且所述第一垂直下降速度和所述第二垂直下降速度也被显示在机载显示器上以辅助飞行员着陆。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一离地高度和所述第一垂直下降速度以及所述第二离地高度和所述第二垂直下降速度分别被叠加在所述图像上在所述第一主起落架和所述第二主起落架附近，并且与所述图像一起显示在机载显示器上。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一光源和所述第二光源分别通过卡箍支架固定在所述第一主起落架支柱和所述第二主起落架支柱，并且所述第一光源和所述第二光源发射的光的交点在所述第一主起落架和所述第二主起落架处于完全展开状态下的最低站位线上。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一光源和所述第二光源所发射的光的夹角在60°到120°之间。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，相比于所述第一主起落架和所述第二主起落架，所述相机安装在飞行器机腹下零纵位置且更靠近飞行器尾部。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一光斑和所述第二光斑因所述第一光源和所述第二光源发出不同频率的光而具有不同颜色，和/或所述第一光斑和所述第二光斑具有不同形状和/或大小。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一光源和所述第二光源是发散度足够小且亮度足够高的激光源。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述第一主起落架和所述第二主起落架完全展开之际，所述第一光源、所述第二光源、所述相机开启，并且在所述第一主起落架和所述第二主起落架触地之后，所述第一光源、所述第二光源、所述相机关闭。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，通过照射平面中的坐标系来计算所述第一主起落架的第一离地高度和所述第二主起落架的第二离地高度，其中所述照射平面被定义为所述第一光源发出的光线、所述第二光源发出的光线、以及起落架最低占位线所在的平面，并且所述坐标系的原点被定义为所述第一光源发出的光线、所述第二光源发出的光线、以及所述起落架最低占位线的交点，所述起落架最低占位线被定义为x轴，而其在所述照射平面中通过所述交点的垂线被定义为y轴，所述飞行器机载处理单元通过求解在所述照射平面内起落架最低点的离地距离，并根据飞行器实际俯仰角将所述照射平面内的最小离地距离修正为实际最小离地距离，从而所述第一主起落架的第一离地高度和所述第二主起落架的第二离地高度分别通过以下公式来得出：
Figure FDA0003049029900000021
Figure FDA0003049029900000022
其中HL表示所述第一主起落架的第一离地高度；HR表示所述第二主起落架的第二离地高度；ψ表示飞行器俯仰角；
Figure FDA0003049029900000031
表示飞行器滚转轴与所述照射平面的夹角；-T/2和T/2分别表示所述第一主起落架和所述第二主起落架的外轮距在所述坐标系中的坐标；xL、yL分别表示是所述第一光斑在所述照射平面中的横坐标和纵坐标；xR、yR分别表示是所述第二光斑在所述照射平面中的横坐标和纵坐标。
11.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一主起落架的第一垂直下降速度和所述第二主起落架的第二垂直下降速度是根据由所述相机获得的两个连贯图像来得到的，通过两个连贯图像所获得的离地高度以及这两个图像的时间差来计算起落架的垂直下降速度，
其中所述第一主起落架的第一垂直下降速度和所述第二主起落架的第二垂直下降速度分别通过如下公式计算得到：
Figure FDA0003049029900000032
Figure FDA0003049029900000033
其中VL、VR分别是第一和第二主起落架的垂直下降速度；HL1、HR1分别是通过所述两个连贯图像中的第一图像所获得的第一和第二主起落架的离地高度；HL2、HR2分别是根据所述两个连贯图像中的第二图像所获得的第一和第二主起落架的离地高度；Δt是所述相机获得所述两个连贯图像的时间差。
12.一种包括如权利要求1-11中的任一项所述的系统的飞行器。
13.一种飞行器辅助着陆方法，包括：
检测所述飞行器的起落架已完全展开；
打开第一光源和第二光源以分别将第一光斑和第二光斑照射在跑道上；
使用相机以特定帧率对所述第一光斑和所述第二光斑进行成像，并将所获得的图像传送到飞行器机载处理单元，以供计算所述第一主起落架的第一离地高度和所述第二主起落架的第二离地高度；以及
将所述第一离地高度和所述第二离地高度被显示在机载显示器上以辅助飞行员着陆。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述图像还被用于计算所述飞行器的第一主起落架的第一垂直下降速度和第二主起落架的第二垂直下降速度并且所述第一垂直下降速度和所述第二垂直下降速度也被显示在机载显示器上以辅助飞行员着陆。
CN202110480476.XA 2021-04-30 2021-04-30 飞行器辅助着陆系统及方法 Active CN113071695B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110480476.XA CN113071695B (zh) 2021-04-30 2021-04-30 飞行器辅助着陆系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110480476.XA CN113071695B (zh) 2021-04-30 2021-04-30 飞行器辅助着陆系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113071695A true CN113071695A (zh) 2021-07-06
CN113071695B CN113071695B (zh) 2022-12-06

Family

ID=76616135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110480476.XA Active CN113071695B (zh) 2021-04-30 2021-04-30 飞行器辅助着陆系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113071695B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4805015A (en) * 1986-09-04 1989-02-14 Copeland J William Airborne stereoscopic imaging system
CN105302146A (zh) * 2014-07-25 2016-02-03 空中客车运营简化股份公司 用于飞行器的自动自主着陆的方法及系统
CN105905309A (zh) * 2016-04-12 2016-08-31 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 一种激光辅助的飞机夜间着陆导引系统
CN106005452A (zh) * 2015-03-27 2016-10-12 空客直升机 为飞行中的飞行器进行地面标记的方法和装置及该飞行器
CN107150814A (zh) * 2016-03-02 2017-09-12 古德里奇照明系统公司 安装在飞机上的显示模块
US20180105286A1 (en) * 2016-10-19 2018-04-19 Subaru Corporation Stereo distance measuring apparatus, stereo distance measuring method, and computer readable medium

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4805015A (en) * 1986-09-04 1989-02-14 Copeland J William Airborne stereoscopic imaging system
CN105302146A (zh) * 2014-07-25 2016-02-03 空中客车运营简化股份公司 用于飞行器的自动自主着陆的方法及系统
CN106005452A (zh) * 2015-03-27 2016-10-12 空客直升机 为飞行中的飞行器进行地面标记的方法和装置及该飞行器
CN107150814A (zh) * 2016-03-02 2017-09-12 古德里奇照明系统公司 安装在飞机上的显示模块
CN105905309A (zh) * 2016-04-12 2016-08-31 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 一种激光辅助的飞机夜间着陆导引系统
US20180105286A1 (en) * 2016-10-19 2018-04-19 Subaru Corporation Stereo distance measuring apparatus, stereo distance measuring method, and computer readable medium

Also Published As

Publication number Publication date
CN113071695B (zh) 2022-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3072812B1 (fr) Procede et dispositif pour signaler au sol un aeronef en vol, et aeronef muni de ce dispositif
CN106054929B (zh) 一种基于光流的无人机自动降落引导方法
US10043404B2 (en) Method and system for aircraft taxi strike alerting
JP5292315B2 (ja) 航空機出発時の可変推力カットバックを生成する飛行管理システム
US9037392B2 (en) Airport surface collision-avoidance system (ASCAS)
CN108750129B (zh) 一种载人无人机定位着陆方法及载人无人机
Roscoe et al. Flight by periscope: Making takeoffs and landings; the influence of image magnification, practice, and various conditions of flight
CN105302135B (zh) 基于双目视觉的助航灯光光强检测车导航与定位系统
US10249203B2 (en) Method and system for providing docking guidance to a pilot of a taxiing aircraft
CN110641721B (zh) 一种登机桥停靠方法
CN108375830A (zh) 平视显示器装置和显示控制方法
CN108202669A (zh) 基于车车通信的不良天气视觉增强行车辅助系统及其方法
US11042740B2 (en) Image processing device, flight vehicle, and computer-readable storage medium
US11440657B2 (en) Aerial vehicles with machine vision
KR20170059763A (ko) 수직이착륙 무인기용 착함 장치 및 이의 제어 방법
CN110228414B (zh) 一种车载摄像头安装方法和装置
CN113050654A (zh) 障碍物检测方法、巡检机器人车载避障系统及方法
CN113071695B (zh) 飞行器辅助着陆系统及方法
US20040026573A1 (en) Method and device at automatic landing
CN112200847A (zh) 增强飞行视景图像匹配校准方法
US8373590B1 (en) Method and a system for processing and displaying images of the surroundings of an aircraft
US20220172344A1 (en) Flying drone for inspecting surfaces, and method for inspecting surfaces by such a flying drone
CN106800094B (zh) 一种飞机着陆监视引导方法
US20180300856A1 (en) System adapted for providing an operator with augmented visibility and associated method
CN110750101A (zh) 一种面向自动操作的登机桥停靠位置设定方法

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