RU200639U1 - Автоматизированное устройство управления беспилотным летательным аппаратом при полете над движущимся наземным объектом - Google Patents
Автоматизированное устройство управления беспилотным летательным аппаратом при полете над движущимся наземным объектом Download PDFInfo
- Publication number
- RU200639U1 RU200639U1 RU2020128999U RU2020128999U RU200639U1 RU 200639 U1 RU200639 U1 RU 200639U1 RU 2020128999 U RU2020128999 U RU 2020128999U RU 2020128999 U RU2020128999 U RU 2020128999U RU 200639 U1 RU200639 U1 RU 200639U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unmanned aerial
- aerial vehicle
- output
- input
- ground object
- Prior art date
Links
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical group C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 abstract 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 7
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C19/00—Aircraft control not otherwise provided for
- B64C19/02—Conjoint controls
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к беспилотным летательным аппаратам (БПЛА) и может быть использована для создания автоматизированного устройства управления БПЛА при полете над целевым движущимся наземным объектом при слежении за ним. Требуемый технический результат, заключающийся в расширении арсенала технических средств, которые могут быть использованы для автоматизированного управления БПЛА при полете над целевым движущимся наземным объектом, достигается в устройстве, содержащем датчик пространственного положения беспилотного летательного аппарата, блок формирования сигнала управления полетом беспилотного летательного аппарата, блок анализа изображения объекта и фоновой обстановки, выход которого соединен с первым входом блока формирования сигнала управления полетом беспилотного летательного аппарата, второй вход которого соединен с выходом датчика пространственного положения беспилотного летательного аппарата, а третий вход выполнен с возможностью подачи сигнала с первого выхода датчика пространственного положения целевого движущегося наземного объекта, а также блок формирования изображения целевого движущегося наземного объекта и фоновой обстановки, выход которого соединен со входом блока анализа изображения объекта и фоновой обстановки, а первый и второй входы выполнены с возможностью подачи видеосигналов с выходов первой и второй телевизионных камер, установленных на борту беспилотного летательного аппарата, входы управления которых выполнены с возможностью подачи сигналов со вторых выходов датчика пространственного положения целевого движущегося наземного объекта. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к беспилотным летательным аппаратам (БПЛА) и может быть использована для создания автоматизированного устройства управления БПЛА при полете над целевым движущимся наземным объектом при слежении за ним и с возможностью его видео и фотосъемки.
Известно устройство для управления БПЛА [RU 105882, В64С 19/00, 27.06.2011], содержащее блок стабилизации полета летательного аппарата во всех точках активного участка траектории его полета, программного разворота по углу тангажа, включения и выключения двигателей, разделения и сброса отработанных ступеней летательного аппарата, измеритель фазовых координат и счетно-решающий блок, выходы которого соединены с соответствующими входами блока стабилизации, вычислитель частных производных параметров траектории полета, блок запоминания параметров траектории полета и их частных производных и элемент сравнения, выход которого подключен к входу счетно-решающего блока, а входы элемента сравнения соединены с выходом блока запоминания параметров траектории полета и их частных производных и с одним выходом вычислителя частных производных параметров траектории полета, другой выход которого подключен к одному входу блока запоминания параметров траектории полета, другой вход которого соединен с входом вычислителя частных производных параметров траектории полета и с выходом измерителя фазовых координат блока стабилизации полета летательного аппарата во всех точках активного участка траектории его полета.
Недостатком этого технического решения является относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие использовать его для управления БПЛА в случае слежения за наземным объектом с возможностью его видео и фотосъемки.
Известна также система автоматического управления БПЛА [RU 33658, В64С 13/18, 27.10.2003], содержащая сумматор, имеющий два входа, рулевой привод в составе усилителя, имеющего два входа рулевой машины и обратной связи, летательный аппарат с рулем высоты, свободным гироскопом тангажа и датчиком угловой скорости, причем, выход сумматора соединен с первым входом усилителя, выход которого подключен ко входу рулевой машины, а выход рулевой машины соединен с рулем высоты и через обратную связь подключен ко второму входу усилителя, блок настройки, имеющее два входа первое функциональное устройство, реализующее переменное значение передаточного числа по тангажу с одновременным умножением на выходной сигнал сумматора тангажа, имеющее два входа второе функциональное устройство, реализующее переменное значение передаточного числа по угловой скорости с одновременным умножением на выходной сигнал датчика угловой скорости, блок формирования заданного тангажа, осуществляющий преобразование сигнала настройки в заданное значение тангажа и сумматор тангажа, имеющий два входа, причем выход датчика угловой скорости соединен с первым входом второго функционального устройства, выход свободного гироскопа тангажа подключен к первому входу сумматора тангажа, второй вход которого соединен с выходом блока формирования заданного тангажа, выход сумматора тангажа соединен с первым входом первого функционального устройства, выходы первого функционального устройства и второго функционального устройства соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, а выход блока настройки подключен к входу блока формирования заданного тангажа и к вторым входам первого функционального устройства и второго функционального устройства.
Недостатком этого технического решения является относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие использовать его для управления БПЛА в случае слежения за наземным объектом с возможностью его видео и фотосъемки.
Близким по технической сущности к предложенному является система автоматического управления БПЛА [RU 106971, U1, G05D 1/02, 27.07.2011], содержащая блок датчиков угловых скоростей для измерения угловых скоростей объекта в проекции на оси связанной системы координат, датчика абсолютного давления и датчика дифференциального давления, спутниковый навигационный приемник для введения в систему информации о географических координатах местоположения летательного аппарата, вычислительный модуль, модуль сопряжения с исполнительными механизмами и аналого-цифровой преобразователь, при этом, вычислительный модуль производит оценку углового положения объекта, выполненной с функцией оценки текущих углов положения летательного аппарата по параметрам курса, крена и тангажа, производит оценку текущей и заданной высоты полета и скорости летательного аппарата, оценивает разность этих параметров и принимает решения на те или иные воздействия на управляющие поверхности и параметры работы силовой установки, модуль отслеживает навигационные параметры полета, используя входные данные от спутниковой навигационной системы, вычисляет рассогласование с заданным маршрутом и корректирует положение самолета в воздухе, вычислительный модуль взаимодействует с модулем сопряжения, который формирует управляющие ШИМ-сигналы и выдает эти сигналы на исполнительные механизмы.
Это техническое решение обеспечивает стабилизацию БЛА относительно центра масс, формирование траектории с заданной высотой горизонтального полета, а также выполнение заданного профиля полета на участках, заданными поворотными пунктами маршрута.
Однако, оно имеет недостаток, связанный с его относительно узкими функциональными возможностями, поскольку эта система позволяет управлять полетом только при заданной траектории, но исключает или делает неточным управление БПЛА при слежении и движением за наземным объектом.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному является система управления положением и стабилизации беспилотного летательного аппарата [RU 2441809, С2, В64С 39,02, 10.02.2012], входящей в состав беспилотного авиационного комплекса, содержащего наземную станцию, беспилотный летательный аппарат с движителем и его приводом, привязь, включающую силовой трос, связывающий наземную станцию с беспилотным летательным аппаратом, и многофункциональный кабель с механизмом для регулирования длины привязи, при этом, систему управления положением и стабилизации беспилотного летательного аппарата включает датчики его пространственного положения, а механизма для регулирования длины управляющего троса связан с датчиками пространственного положения беспилотного летательного аппарата.
Недостатком этого технического решения является относительно узкие функциональные возможности, поскольку такая система управления положением и стабилизации беспилотного летательного аппарата предполагает наличие привязи в составе беспилотного авиационного комплекса и управление с учетом использования этой привязи. Однако использование привязи предопределяет низкую безопасность и надежность беспилотного авиационного комплекса, поскольку на трассе передвижения возможны препятствия в виде высоких деревьев, линий электропередачи.
Поэтому задачей полезной модели является создание автоматизированного устройства управления беспилотным летательным аппаратом, обеспечивающим полет над движущимся наземным объектом без использования привязи и с учетом фоновой обстановки на траектории полета.
Требуемый технический результат заключается в расширении арсенала технических средств, которые могут быть использованы для автоматизированного управления БПЛА при полете над целевым движущимся наземным объектом и решении задачи слежении за объектом с возможностью его видео и фотосъемки с одновременным обеспечением повышения точности слежения и отработки требуемой траектории по результатам слежения с учетом фоновой обстановки.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее датчик пространственного положения беспилотного летательного аппарата и блок формирования сигнала управления полетом беспилотного летательного аппарата, согласно полезной модели, введены блок анализа изображения объекта и фоновой обстановки, выход которого соединен с первым входом блока формирования сигнала управления полетом беспилотного летательного аппарата, второй вход которого соединен с выходом датчика пространственного положения беспилотного летательного аппарата, а третий вход выполнен с возможностью подачи сигнала с первого выхода датчика пространственного положения целевого движущегося наземного объекта, а также блок формирования изображения целевого движущегося наземного объекта и фоновой обстановки, выход которого соединен со входом блока анализа изображения объекта и фоновой обстановки, а первый и второй входы выполнены с возможностью подачи видеосигналов с выходов первой и второй телевизионных камер, установленных на борту беспилотного летательного аппарата, входы управления которых выполнены с возможностью подачи сигналов со вторых выходов датчика пространственного положения целевого движущегося наземного объекта.
На чертеже представлены функциональная схема автоматизированного устройства управления беспилотным летательным аппаратом с взаимодействующими элементами.
Автоматизированное устройство управления беспилотным летательным аппаратом содержит датчик 1 пространственного положения беспилотного летательного аппарата и блок 2 формирования сигнала управления полетом беспилотного летательного аппарата, блок 3 анализа изображения объекта и фоновой обстановки, выход которого соединен с первым входом блока 2 формирования сигнала управления полетом беспилотного летательного аппарата, второй вход которого соединен с выходом датчика 1 пространственного положения беспилотного летательного аппарата, а третий вход выполнен с возможностью подачи сигнала с первого выхода датчика 4 пространственного положения целевого движущегося наземного объекта.
Кроме того, автоматизированное устройство управления беспилотным летательным аппаратом содержит блок 5 формирования изображения целевого движущегося наземного объекта и фоновой обстановки, выход которого соединен со входом блока 3 анализа изображения объекта и фоновой обстановки, а первый и второй входы выполнены с возможностью подачи видео сигналов с выходов первой 6 и второй 7 телевизионных камер, установленных на борту беспилотного летательного аппарата, входы управления которых выполнены с возможностью подачи сигналов со вторых выходов датчика 4 пространственного положения целевого движущегося наземного объекта. Блоки 1-3 и 5-7 являются стандартными блоками навигации, управления и видеонаблюдения. Блок 3 является частным случае выполнения блока формирования и анализа наблюдаемого изображения при использовании не шести, а двух видеокамер [https://www.skydio.com/pages/skydio-autonomy], что достаточно для обнаружения только выделяющихся по высоте помех на траектории полета БПЛА.
Работает автоматизированное устройство управления беспилотным летательным аппаратом следующим образом.
Первая 6 и вторая 7 телевизионные камеры являются обзорными с объективами 170 градусов, расположенные с двух сторон БПЛА, прикрепленные к корпусу. Эти камеры формируют изображения целевого подвижного наземного подвижного объекта и фоновой обстановки, которое после обработки в блоке 3 анализа изображения объекта и фоновой обстановки позволяют БПЛА не сталкиваться с различными объектами на своем маршруте при движении за целью наблюдения. Сигнал с выхода блока 3 поступает в блок 2 формирования сигнала управления полетом БПЛА, где по этому сигналу и сигналу с выхода датчика 4 пространственного положения целевого движущего наземного объекта формируется сигнал управления полетом БПЛА (двигателями и рулями БПЛА).
Таким образом, в устройстве достигается требуемый технический результат, заключающийся в расширении арсенала технических средств, которые могут быть использованы для автоматизированного управления БПЛА при полете над целевым движущимся наземным объектом и решении задачи слежении за ним с возможностью его видео и фотосъемки с одновременным обеспечением повышения точности слежения и отработки требуемой траектории по результатам слежения с учетом фоновой обстановки.
Claims (1)
- Автоматизированное устройство управления беспилотным летательным аппаратом, содержащее датчик пространственного положения беспилотного летательного аппарата и блок формирования сигнала управления полетом беспилотного летательного аппарата, отличающееся тем, что введены блок анализа изображения объекта и фоновой обстановки, выход которого соединен с первым входом блока формирования сигнала управления полетом беспилотного летательного аппарата, второй вход которого соединен с выходом датчика пространственного положения беспилотного летательного аппарата, а третий вход выполнен с возможностью подачи сигнала с первого выхода датчика пространственного положения целевого движущегося наземного объекта, а также блок формирования изображения целевого движущегося наземного объекта и фоновой обстановки, выход которого соединен со входом блока анализа изображения объекта и фоновой обстановки, а первый и второй входы выполнены с возможностью подачи видеосигналов с выходов первой и второй телевизионных камер, установленных на борту беспилотного летательного аппарата, входы управления которых выполнены с возможностью подачи сигналов со вторых выходов датчика пространственного положения целевого движущегося наземного объекта.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020128999U RU200639U1 (ru) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | Автоматизированное устройство управления беспилотным летательным аппаратом при полете над движущимся наземным объектом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020128999U RU200639U1 (ru) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | Автоматизированное устройство управления беспилотным летательным аппаратом при полете над движущимся наземным объектом |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU200639U1 true RU200639U1 (ru) | 2020-11-03 |
Family
ID=73399050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020128999U RU200639U1 (ru) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | Автоматизированное устройство управления беспилотным летательным аппаратом при полете над движущимся наземным объектом |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU200639U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2750007C1 (ru) * | 2020-10-14 | 2021-06-21 | Задорожный Артем Анатольевич | Способ сопровождения беспилотным летательным аппаратом наземного объекта |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU40811U1 (ru) * | 2004-05-18 | 2004-09-27 | Государственное предприятие Конструкторское бюро "Мотор" | Комплекс управления летательным аппаратом |
| RU2248307C1 (ru) * | 2004-05-17 | 2005-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Альтоника" | Система наблюдения за наземной обстановкой |
| US20070246610A1 (en) * | 2006-04-20 | 2007-10-25 | Honeywell International Inc. | Avionics framework |
| RU164139U1 (ru) * | 2015-12-22 | 2016-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ПАВЛИН Технологии" | Интеллектуальная система автоматического управления беспилотным летательным аппаратом |
| RU2722069C2 (ru) * | 2015-09-17 | 2020-05-26 | Дир Энд Компани | Планирование заданий и траекторий с использованием изображений повреждений сельскохозяйственных культур от ветра |
| JP6735821B2 (ja) * | 2015-09-15 | 2020-08-05 | エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドＳｚ Ｄｊｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ | Ｕａｖ経路を計画し制御するシステム及び方法 |
-
2020
- 2020-09-02 RU RU2020128999U patent/RU200639U1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2248307C1 (ru) * | 2004-05-17 | 2005-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Альтоника" | Система наблюдения за наземной обстановкой |
| RU40811U1 (ru) * | 2004-05-18 | 2004-09-27 | Государственное предприятие Конструкторское бюро "Мотор" | Комплекс управления летательным аппаратом |
| US20070246610A1 (en) * | 2006-04-20 | 2007-10-25 | Honeywell International Inc. | Avionics framework |
| JP6735821B2 (ja) * | 2015-09-15 | 2020-08-05 | エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドＳｚ Ｄｊｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ | Ｕａｖ経路を計画し制御するシステム及び方法 |
| RU2722069C2 (ru) * | 2015-09-17 | 2020-05-26 | Дир Энд Компани | Планирование заданий и траекторий с использованием изображений повреждений сельскохозяйственных культур от ветра |
| RU164139U1 (ru) * | 2015-12-22 | 2016-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ПАВЛИН Технологии" | Интеллектуальная система автоматического управления беспилотным летательным аппаратом |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2750007C1 (ru) * | 2020-10-14 | 2021-06-21 | Задорожный Артем Анатольевич | Способ сопровождения беспилотным летательным аппаратом наземного объекта |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10657832B2 (en) | Method and apparatus for target relative guidance | |
| US11126201B2 (en) | Image sensor based autonomous landing | |
| RU164139U1 (ru) | Интеллектуальная система автоматического управления беспилотным летательным аппаратом | |
| US11906983B2 (en) | System and method for tracking targets | |
| US8686326B1 (en) | Optical-flow techniques for improved terminal homing and control | |
| JP6964786B2 (ja) | レーダー作動のための自動カメラ駆動型航空機制御 | |
| US10474152B2 (en) | Path-based flight maneuvering system | |
| CN108255190B (zh) | 基于多传感器的精确着陆方法及使用该方法的系留无人机 | |
| EP2208083B1 (en) | System for the precision localization of a target on the ground by a flying platform and associated method of operation | |
| Kim et al. | Landing control on a mobile platform for multi-copters using an omnidirectional image sensor | |
| CN109143303B (zh) | 飞行定位方法、装置及固定翼无人机 | |
| RU195749U1 (ru) | Интеллектуальная система технического зрения беспилотного летательного аппарата для решения задач навигации, построения трехмерной карты окружающего пространства и препятствий и автономного патрулирования | |
| RU200639U1 (ru) | Автоматизированное устройство управления беспилотным летательным аппаратом при полете над движущимся наземным объектом | |
| Miller et al. | UAV navigation based on videosequences captured by the onboard video camera | |
| US20180032074A1 (en) | Navigating an unmanned aerial vehicle | |
| Miller et al. | Optical Flow as a navigation means for UAV | |
| Odelga et al. | A self-contained teleoperated quadrotor: On-board state-estimation and indoor obstacle avoidance | |
| US11061145B2 (en) | Systems and methods of adjusting position information | |
| Kendoul et al. | A visual navigation system for autonomous flight of micro air vehicles | |
| Chen et al. | System integration of a vision-guided UAV for autonomous tracking on moving platform in low illumination condition | |
| RU2466355C1 (ru) | Способ получения навигационной информации для автоматической посадки беспилотных летательных аппаратов (бла) | |
| RU106971U1 (ru) | Система автоматического управления беспилотным летательным аппаратом | |
| Adnastarontsau et al. | Algorithm for Control of Unmanned Aerial Vehicles in the Process of Visual Tracking of Objects with a Variable Movement’s Trajectory | |
| Yi et al. | Autonomous Control of UAV for Proximity Tracking of Ground Vehicles with AprilTag and Feedforward Control | |
| Jiang et al. | Towards autonomous flight of an unmanned aerial system in plantation forests |