RU2234739C1 - Method of prevention of collision of flying vehicle with earth - Google Patents
Method of prevention of collision of flying vehicle with earth Download PDFInfo
- Publication number
- RU2234739C1 RU2234739C1 RU2003100762/09A RU2003100762A RU2234739C1 RU 2234739 C1 RU2234739 C1 RU 2234739C1 RU 2003100762/09 A RU2003100762/09 A RU 2003100762/09A RU 2003100762 A RU2003100762 A RU 2003100762A RU 2234739 C1 RU2234739 C1 RU 2234739C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- underlying surface
- signals
- flight
- coordinates
- Prior art date
Links
Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к авиации и может быть использовано в воздушной навигации для предотвращения столкновения летательного аппарата (ЛА) с подстилающей поверхностью.The invention relates to aviation and can be used in air navigation to prevent a collision of an aircraft (LA) with the underlying surface.
Известен способ предотвращения столкновения ЛА с Землей при посадке, основанный на определении местоположения ЛА и его пространственного положения и сравнении этих данных с соответствующей информацией по взлетно-посадочной полосе (ВПП) (см., например, патент РФ №2153195 с приоритетом от 22.03.94 г., МПК: G 08 G 5/04).There is a method of preventing a collision of an aircraft with the Earth during landing, based on determining the location of the aircraft and its spatial position and comparing these data with relevant information on the runway (see, for example, RF patent No. 2153195 with priority dated 03.22.94 g., IPC: G 08 G 5/04).
Известный способ позволяет предотвращать столкновения ЛА с ВПП без использования наземных средств обеспечения посадки, однако надежность его применения зависит от точности выведения ЛА в заданную точку посадочного коридора.The known method allows you to prevent collisions of an aircraft with a runway without the use of ground-based landing support equipment, however, the reliability of its use depends on the accuracy of the aircraft's withdrawal to a given point of the landing corridor.
Наиболее близким аналогом-прототипом является способ (см., например, патент РФ №2124760 с приоритетом от 07.04.92 г., МПК: В 64 D 45/04, G 08 G 5/04), включающий контролирование положения ЛА относительно подстилающей поверхности (поверхности Земли), а также предварительное формирование базы данных, содержащей совокупность сигналов, соответствующих рельефу подстилающей поверхности на трассе всего полета ЛА, запоминание этой совокупности сигналов, получение пилотом сигналов из этой совокупности и сигналов, соответствующих навигационной обстановке, при этом с помощью бортовых устройств получают информацию о координатах ЛА, векторах скорости и ускорения, по которым определяют траекторию полета и соответственно огибающую по высоте в зоне движения и формируют сигнал “тревоги”, предупреждающий о достижении допустимых пороговых значений сближения ЛА с препятствиями, например, при уменьшении высоты полета ЛА.The closest prototype analogue is the method (see, for example, RF patent No. 2124760 with priority dated 04/07/92, IPC: B 64 D 45/04, G 08 G 5/04), including controlling the position of the aircraft relative to the underlying surface (surface of the Earth), as well as preliminary formation of a database containing a set of signals corresponding to the relief of the underlying surface on the route of the entire flight of the aircraft, remembering this set of signals, the pilot receiving signals from this set and signals corresponding to the navigation situation, at m using on-board devices receive information about the coordinates of the aircraft, the vectors of speed and acceleration, which determine the flight path and, accordingly, the envelope in height in the movement zone and generate an “alarm” signal warning about the achievement of acceptable threshold values for approaching the aircraft with obstacles, for example, reducing aircraft altitude.
Такой способ обеспечивает возможность оценки степени безопасности положения ЛА в полете относительно подстилающей поверхности, однако он рассчитан на автономное, без взаимодействия с наземными службами обеспечения безопасности полета применение, что не всегда допустимо, и в том числе, из-за погрешностей в определении координат ЛА, причем это условие применения данного способа вызывает необходимость регулярного обновления базы данных ЛА, что в силу специфики требований к содержащейся в ней информации достаточно непросто.This method makes it possible to assess the degree of safety of the position of the aircraft in flight relative to the underlying surface, however, it is designed for autonomous use, without interaction with ground-based flight safety services, which is not always permissible, including due to errors in determining the coordinates of the aircraft, moreover, this condition for the application of this method necessitates regular updating of the aircraft database, which, due to the specific requirements for the information contained in it, is rather complicated.
Предлагаемое изобретение решает задачу повышения безопасности полета путем заблаговременного обеспечения пилота ЛА информацией о внешней обстановке и наличии в зоне движения ЛА объектов, создающих угрозу столкновения с подстилающей поверхностью.The present invention solves the problem of improving flight safety by providing the aircraft pilot in advance with information about the external environment and the presence of objects in the movement zone of the aircraft that pose a threat of collision with the underlying surface.
Сущность изобретения состоит в том, что в способе предотвращения столкновения летательного аппарата с Землей, включающем предварительное формирование совокупности сигналов, соответствующих рельефу подстилающей поверхности на трассе полета, запоминание и получение сигналов из этой совокупности, контролирование положения летательного аппарата (ЛА) относительно подстилающей поверхности Земли путем формирования рельефа подстилающей поверхности в области нахождения ЛА из предварительно запомненной совокупности сигналов с помощью сигналов, соответствующих текущим координатам местонахождения ЛА и вектору его скорости, а также формирование сигналов, предупреждающих о достижении допустимых пороговых значений сближения ЛА с препятствием, отличающийся тем, что в полете дополнительно формируют сигналы рельефа подстилающей поверхности путем ее прямого наблюдения с борта ЛА, а формирование сигналов, соответствующих координатам рельефа подстилающей поверхности в области местонахождения ЛА во время полета, а также сигналов, получаемых путем прямого наблюдения подстилающей поверхности, производят в ракурсах, соответствующих ракурсу наблюдения подстилающей поверхности и на индикаторе ЛА, например на индикаторе лобового стекла, формируют текущие изображения подстилающей поверхности в области местонахождения ЛА, соответствующие расчетным и наблюдаемым сигналам, после чего производят сравнение соответствия полученной информации реально наблюдаемой обстановке, и в случае их расхождения проводят корректировку сформированного на индикаторе изображения подстилающей поверхности в соответствии с реально наблюдаемой обстановкой, а затем в соответствии с характеристиками скорости полета ЛА и расстояния ЛА до выявленных на скорректированном изображении подстилающей поверхности препятствий определяют возможность продолжения полета в прежнем режиме, при этом сигналы, соответствующие получаемым от систем навигации текущим координатам ЛА, формируют во время полета постоянно, а сигналы из предварительно сформированной совокупности, соответствующие координатам рельефа подстилающей поверхности в области местонахождения ЛА, в течение полета выделяют по запросу пилота ЛА, а в сложных полетных условиях, при полете на малых высотах в горной местности, а также при заходе на посадку выделяют постоянно и соответственно в эти периоды времени производят формирование изображения подстилающей поверхности, причем совмещение полученных при этом изображений производят путем привязки координат ЛА к координатам соответствующих точек подстилающей поверхности.The essence of the invention lies in the fact that in a method of preventing a collision of an aircraft with the Earth, including the preliminary formation of a set of signals corresponding to the relief of the underlying surface on the flight path, storing and receiving signals from this combination, monitoring the position of the aircraft (LA) relative to the underlying surface of the Earth by the formation of the relief of the underlying surface in the area of the aircraft from a previously stored set of signals using s the signals corresponding to the current coordinates of the location of the aircraft and its velocity vector, as well as the formation of signals warning of the achievement of acceptable threshold values for approaching the aircraft with an obstacle, characterized in that in flight additionally generate signals of the relief of the underlying surface by direct observation from the aircraft, and the formation signals corresponding to the coordinates of the relief of the underlying surface in the area of the aircraft during flight, as well as signals obtained by direct observation of the underlying of the surface, produced in the angles corresponding to the observation angle of the underlying surface and on the aircraft indicator, for example, on the windshield indicator, form the current images of the underlying surface in the area of the aircraft location, corresponding to the calculated and observed signals, and then compare the correspondence of the received information to the actually observed situation, and in case of discrepancy, they adjust the image of the underlying surface formed on the indicator in accordance with the real about the observed situation, and then, in accordance with the characteristics of the flight speed of the aircraft and the distance of the aircraft to the obstacles identified on the corrected image of the underlying surface, determine the possibility of continuing the flight in the previous mode, while the signals corresponding to the current coordinates of the aircraft received from navigation systems are constantly formed during the flight and the signals from the pre-formed population corresponding to the coordinates of the relief of the underlying surface in the area of the aircraft’s location, during eta is isolated at the request of the pilot of the aircraft, and in difficult flight conditions, when flying at low altitudes in mountainous areas, as well as when approaching, they are constantly emitted and, accordingly, during these periods of time they produce an image of the underlying surface, and the images obtained in this way are combined by binding coordinates of the aircraft to the coordinates of the corresponding points of the underlying surface.
При этом рельеф подстилающей поверхности на трассе полета ЛА для предварительного формирования соответствующих сигналов задают в виде цифрового представления высот характерных точек этого рельефа относительно, например, уровня моря, полученного по карте местности и/или путем наземной, или авиационной, или космической топографической съемки.In this case, the relief of the underlying surface on the flight path of the aircraft for the preliminary formation of the corresponding signals is set in the form of a digital representation of the heights of the characteristic points of this relief relative to, for example, sea level obtained from a terrain map and / or by ground, or aviation, or space topographic survey.
Кроме того, соответствующее текущее изображение подстилающей поверхности формируют в упрощенном виде с отображением основных ориентиров и/или возможных препятствий, например, в виде пирамид с указанием их высоты.In addition, the corresponding current image of the underlying surface is formed in a simplified form with the display of the main landmarks and / or possible obstacles, for example, in the form of pyramids with an indication of their height.
При этом размеры области местонахождения ЛА выбирают соответствующими величине проекции ЛА на подстилающую поверхность, причем размеры области местонахождения ЛА по курсу его движения выбирают соответствующими (1,5-15) длины ЛА, а по ширине равными (1,5-2,0) соответствующей величины проекции ЛА на подстилающую поверхность.In this case, the dimensions of the location area of the aircraft are selected corresponding to the projection of the aircraft onto the underlying surface, and the dimensions of the location area of the aircraft at the rate of its movement are selected to correspond to (1.5-15) the length of the aircraft, and in width equal to (1.5-2.0) corresponding projection values of the aircraft on the underlying surface.
Кроме того, размеры области по курсу движения ЛА выбирают, исходя из соотношенияIn addition, the size of the area at the rate of movement of the aircraft is chosen based on the ratio
L=L0+α VлаΔ t,L = L 0 + α V la Δ t,
где L0 - длина ЛА, м; α =1,5-10 - безразмерный коэффициент; vЛА - скорость движения ЛА, м/с; Δ t - промежуток времени между измерениями координат ЛА, с.where L 0 - the length of the aircraft, m; α = 1.5-10 - dimensionless coefficient; v LA - aircraft speed, m / s; Δ t is the time interval between measurements of the coordinates of the aircraft, s.
Кроме того, координаты начала координат области, определяющей местонахождения ЛА, выбирают соответствующими его текущим координатам.In addition, the coordinates of the origin of the region determining the location of the aircraft, choose the appropriate its current coordinates.
Кроме того, при посадке, например, самолета определяют область, соответствующую наблюдению взлетно-посадочной полосы и прилегающей окрестности, с центром в точке местоположения самолета, например кабины пилота с линией визирования по направлению посадочной глиссады.In addition, when landing, for example, an airplane, an area is determined that corresponds to the observation of the runway and the surrounding area, centered at the location of the aircraft, for example, the cockpit with a line of sight in the direction of the landing glide path.
При этом координаты местонахождения ЛА определяют или автономно с помощью средств спутниковой или инерциально-спутниковой навигации, например, в дифференциальном режиме, или с помощью средств системы управления воздушным движением с последующей передачей на ЛА по каналам связи, причем в качестве каналов связи выбирают УКВ линии передачи данных, используемые, например, в системах автоматического зависимого наблюдения - вещательного (АЗН-В).At the same time, the location coordinates of the aircraft are determined either autonomously using satellite or inertial-satellite navigation means, for example, in differential mode, or using the means of an air traffic control system with subsequent transmission to the aircraft via communication channels, and VHF transmission lines are chosen as communication channels data used, for example, in automatic dependent surveillance - broadcasting systems (AZN-V).
Кроме того, наблюдение подстилающей поверхности производят с помощью бортовой, например, телевизионной, и/или тепловизионной, и/или радиолокационной, например миллиметрового диапазона, системы формирования изображений.In addition, the observation of the underlying surface is carried out using an on-board, for example, television, and / or thermal, and / or radar, for example, millimeter-wave, imaging system.
Кроме того, предварительно сформированную совокупность сигналов, соответствующих рельефу подстилающей поверхности на трассе полета или отдельных ее участках, передают на ЛА из базы данных соответствующих наземных служб управления полетом.In addition, a pre-formed set of signals corresponding to the relief of the underlying surface on the flight path or its individual sections is transmitted to the aircraft from the database of the corresponding ground-based flight control services.
При этом формирование сигналов, предупреждающих о возможности достижения допустимых пороговых значений сближения ЛА с препятствием, производят, например, путем соответствующего окрашивания формируемых на индикаторе лобового стекла ЛА и/или на экране бортового дисплея изображений высот и других предполагаемых препятствий, находящихся в соответствующих участках подстилающей поверхности и получаемых по предварительно сформированной совокупности сигналов, в соответствии с результатами обработки сигналов, получаемых при наблюдении подстилающей поверхности, причем окрашивание изображений высот и других предполагаемых препятствий, находящихся в соответствующих участках подстилающей поверхности, производят или зеленым, или желтым, или красным цветом в зависимости от расстояния между ними и ЛА и соответственно времени подлета к ним при условии сохранения вектора скорости полета, причем зеленый цвет соответствует безопасному полету, желтый - полету, требующему корректировку курса, а красный цвет соответствует ситуации, в которой, чтобы избежать столкновения, пилоту следует принять экстренные меры.In this case, the formation of signals warning of the possibility of achieving acceptable threshold values for the approach of the aircraft with an obstacle is, for example, performed by coloring the height images and other suspected obstacles located in the corresponding areas of the underlying surface formed on the aircraft windshield indicator and / or on the on-board display screen and obtained by a pre-formed set of signals, in accordance with the results of processing the signals obtained by observing of the underlying surface, moreover, coloring of images of heights and other alleged obstacles located in the corresponding areas of the underlying surface is performed either in green, or in yellow, or in red, depending on the distance between them and the aircraft and, accordingly, the time of approach to them, provided that the flight speed vector is preserved, moreover, green corresponds to a safe flight, yellow to a flight requiring a course correction, and red corresponds to a situation in which, in order to avoid a collision, the pilot eduet take emergency measures.
Применение заявленного способа позволяет обеспечивать пилота ЛА надежной информацией об окружающей обстановке и возможности продолжения заданного режима полета в условиях плохой видимости за счет формирования изображения подстилающей поверхности с помощью комплекса средств. При этом данный способ обеспечивает возможность оценки степени безопасности положения ЛА в полете относительно подстилающей поверхности при автономном применении, а также при взаимодействии с наземными службами обеспечения безопасности полета.The application of the claimed method allows to provide the pilot of the aircraft with reliable information about the environment and the possibility of continuing the specified flight mode in conditions of poor visibility due to the formation of the image of the underlying surface using a set of tools. Moreover, this method provides the opportunity to assess the degree of safety of the aircraft in flight relative to the underlying surface during stand-alone use, as well as in interaction with ground-based flight safety services.
На чертеже показан пример выполнения системы для осуществления способа предотвращения столкновения летательного аппарата с Землей.The drawing shows an example of a system for implementing a method of preventing collision of an aircraft with the Earth.
Система для осуществления способа предотвращения столкновения летательного аппарата с Землей содержит бортовую цифровую электронную вычислительную машину (БЦ ЭВМ) 1, выполненную в виде, например, промышленного компьютера IPPC-950Т фирмы Advantech (см., например, справочник “Передовые технологии автоматизации”, Москва, апрель 1999, с.5, составитель справочника и поставщик продукции фирма ProSoft, адрес в Web - http://www.prosoft.ru) и предназначенную для получения и обработки информации от бортовой аппаратуры, а также для формирования сигналов, указывающих на степень опасности сближения ЛА с препятствиями.The system for implementing a method of preventing a collision between an aircraft and the Earth contains an onboard digital electronic computer (BC computer) 1, made in the form, for example, of an industrial computer IPPC-950T by Advantech (see, for example, the reference book Advanced Automation Technologies, Moscow, April 1999, p.5, compiler of the reference book and supplier of products, ProSoft company, Web address is http://www.prosoft.ru) and intended for receiving and processing information from on-board equipment, as well as for generating signals indicative of step risk of approaching aircraft with obstacles.
БЦ ЭВМ 1 первым входом соединена с выходом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 2, выполненного в виде платы PCL-1713 фирмы Advantech (см., например, справочник “Передовые технологии автоматизации”, Москва, апрель 1999, с.11, составитель справочника и поставщик продукции фирма ProSoft, адрес в Web - http://www.prosoft.ru), первым входом подключенного к выходу блока 3 обзора, предназначенного для контроля внешней обстановки, например для осмотра подстилающей поверхности, включающего телевизионный датчик EVI-331 фирмы Sony (на чертеже не показан), выполненный (см., например, www.sony.com) на основе использования матрицы приборов с зарядовой связью (ПЗС) и установленный на поворотной платформе, соединенной с блоком 4 привода, выполненного в виде электродвигателя типа ДБМ-185-16-0,3-2 (см., например, “Бесконтактный моментный привод” (технико-экономическая информация), составители Ю.М. Беленький и др., ЛДНТП, Ленинград, 1990, с.10), причем эта платформа выполнена в виде закрепленного на валу электродвигателя основания, содержащего узлы крепления (на чертеже не показаны) блока 3 обзора.The mainframe computer 1 with the first input is connected to the output of an analog-to-digital converter (ADC) 2 made in the form of an Advantech PCL-1713 board (see, for example, the reference book Advanced Automation Technologies, Moscow, April 1999, p. 11, compiler of the reference book and the supplier of products, ProSoft company, the address on the Web is http://www.prosoft.ru), the first input of the review unit 3 connected to the output, intended for monitoring the external environment, for example, for inspecting the underlying surface, including a Sony EVI-331 television sensor (not shown), made (see, for example, www.sony.com) based on the use of a matrix of devices with a charge-coupled device (CCD) and mounted on a rotary platform connected to the drive unit 4, made in the form of an electric motor such as DBM-185-16-0.3-2 (see, for example , “Contactless torque drive” (technical and economic information), compiled by Yu.M. Belenky et al., LDNTP, Leningrad, 1990, p. 10), moreover, this platform is made in the form of a base mounted on a shaft and containing mounting units ( not shown) of the review unit 3.
Следует иметь в виду, что наряду с телевизионным датчиком в блоке 3 обзора может быть установлен и/или тепловизионный датчик, и/или антенное устройство радиолокатора, например, миллиметрового диапазона, также обеспечивающих возможность формирования изображений, причем наличие и комбинирование работы таких датчиков, например, путем наложения соответствующих, получаемых с их помощью сигналов позволяет повысить качество изображения подстилающей поверхности, что особенно важно в условиях, например, плохой видимости.It should be borne in mind that along with the television sensor in the review unit 3, and / or a thermal imaging sensor and / or a radar antenna device, for example, in the millimeter range, can also be used for imaging, and the presence and combination of the operation of such sensors, for example , by superimposing the corresponding signals obtained with their help, improves the image quality of the underlying surface, which is especially important in conditions of, for example, poor visibility.
АЦП 2, блок 3 обзора и блок 4 привода своими управляющими входами соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока 5 управления, выполненного в виде соответствующего блока, приведенного в патенте РФ №2117326, четвертым выходом подключенного к первому (управляющему) входу цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 6, выполненного в виде платы PCL-732 фирмы Advantech (см., например, справочник “Передовые технологии автоматизации”, Москва, апрель 1999, с.11, составитель справочника и поставщик продукции фирма ProSoft, адрес в Web - http://www.prosoft.ru), выходом соединенного со входом блока 4 привода, а вторым входом подключенного к первому выходу БЦ ЭВМ 1.ADC 2, the review unit 3 and the drive unit 4 with their control inputs are connected respectively to the first, second and third outputs of the control unit 5, made in the form of the corresponding unit shown in RF patent No. 2117326, the fourth output connected to the first (control) input of the digital-to-analog converter (DAC) 6, made in the form of a PCL-732 board by Advantech (see, for example, the reference book Advanced Automation Technologies, Moscow, April 1999, p. 11, the compiler of the reference book and the supplier of products, ProSoft, Web address is http: //www.prosoft.ru), exit m connected to the input of the drive unit 4, and the second input connected to the first output of the BC 1 computer.
Вторым входом БЦ ЭВМ 1 соединена с первым выходом блока 7 определения параметров, выполненного в виде микропроцессора на КМОП микросхемах 588 ВС2В (см., например, Б.Л. Перельман и В.В. Шевелев “Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги”, справочник, М.: Изд. “НТЦ Микротех”, 1998, с.130), первым входом соединенного с выходом инерциально-навигационной системы (ИНС) ЛА (на чертеже не показана; см., например, “Авионика России”, энциклопедический справочник, издание “Национальной Ассоциации авиапроизводителей”, С-Петербург, 1999, с.10-12), а вторым выходом и третьим (управляющим) входом подключенного к первому входу блока 8 памяти и пятому выходу блока 5 управления соответственно.The second input of the BC computer 1 is connected to the first output of the parameter determination unit 7, made in the form of a microprocessor on the CMOS chips 588 BC2V (see, for example, BL Perelman and VV Shevelev “Domestic chips and foreign analogues”, reference book, M .: Publishing house “NTC Mikrotekh, 1998, p.130), the first input connected to the output of the inertial navigation system (ANN) of the aircraft (not shown; see, for example, Avionics of Russia, encyclopedic reference book, edition “National Association of Aircraft Manufacturers”, St. Petersburg, 1999, p.10-12), and the second exit m and third (control) input connected to the first input of the memory unit 8 and the fifth output of the control unit 5, respectively.
Третьим входом БЦ ЭВМ 1 соединена с шестым выходом блока 5 управления, седьмым и восьмым выходами подключенного соответственно ко второму входу блока 8 памяти и первому входу блока 9 сравнения, предназначенного для сопоставления считываемых с БЦ ЭВМ 1 и блока 8 памяти сигналов, своими вторым и третьим входами соединенного соответственно со вторым выходом БЦ ЭВМ 1 и первым выходом блока 8 памяти, вторым выходом подключенного к первому входу индикатора 10, предназначенного для визуализации соответствующих сигналов, поступающих от БЦ ЭВМ 1 и из блока 8 памяти, в виде изображения, например, подстилающей поверхности, причем блок 8 памяти третьим входом соединен с третьим выходом БЦ ЭВМ 1.The third input of the BC computer 1 is connected to the sixth output of the control unit 5, the seventh and eighth outputs connected respectively to the second input of the memory unit 8 and the first input of the comparison unit 9, designed to compare the signals read from the BC 1 and the memory block 8 with their second and third inputs connected respectively to the second output of the business computer 1 and the first output of the memory unit 8, the second output connected to the first input of the indicator 10, designed to visualize the corresponding signals from the business computer 1 and from 8 flash memory as an image, for example, the underlying surface, wherein the memory unit 8 is connected to a third input of the third output computer BC 1.
Четвертым входом БЦ ЭВМ 1 подключена к выходу блока 9 сравнения, а четвертым и пятым выходами соединена соответственно со вторым входом индикатора 10 и первым входом блока 5 управления, своим восьмым выходом подключенного к первому (управляющему) входу транспондера 11, своими вторым входом и первым выходом соединенного соответственно с шестым выходом и пятым входом БЦ ЭВМ 1, шестым входом подключенной к третьему выходу блока 8 памяти.The fourth input of the BC computer 1 is connected to the output of the comparison unit 9, and the fourth and fifth outputs are connected respectively to the second input of the indicator 10 and the first input of the control unit 5, its eighth output connected to the first (control) input of the transponder 11, its second input and first output connected respectively with the sixth output and the fifth input of the business computer 1, the sixth input connected to the third output of the memory unit 8.
Кроме того, БЦ ЭВМ 1 седьмым и восьмым выходами подключена соответственно ко второму входу блока 7 вычисления координат и ко входу блока 12 тревожной сигнализации, а блок 5 управления девятым выходом соединен с третьим (управляющим) входом индикатора 10.In addition, the BC computer 1 with the seventh and eighth outputs is connected respectively to the second input of the coordinate calculation unit 7 and to the input of the alarm block 12, and the ninth output control unit 5 is connected to the third (control) input of the indicator 10.
Блок 8 памяти содержит совокупность сигналов, соответствующих базе данных характеристик подстилающей поверхности, в том числе, координатам высот и др. неровностей по трассе полета ЛА, и выполнен на микросхеме MTSLC512R8D4, а также в виде, например, твердотельного диска на Flash-памяти типа SD25BI-350-101 фирмы SanDisk (см., например, справочник “Передовые технологии автоматизации”, Москва, апрель 1999, с.25, составитель справочника и поставщик продукции фирма ProSoft, адрес в Web - http://www.prosoft.ru), который через адаптер (на чертеже не показан) типа, например, IDE-AB7 той же фирмы (см. там же с.26) подключен к компьютеру (БЦ ЭВМ 1) и соответственно к другим блокам системы.Block 8 of the memory contains a set of signals corresponding to the database of the characteristics of the underlying surface, including altitude coordinates and other irregularities along the flight path of the aircraft, and is made on the MTSLC512R8D4 chip, as well as, for example, in the form of a solid-state drive on Flash memory type SD25BI -350-101 firms SanDisk (see, for example, the reference book "Advanced Automation Technologies", Moscow, April 1999, p.25, the compiler of the directory and product supplier company ProSoft, the address on the Web is http://www.prosoft.ru) which through an adapter (not shown) type, for example, IDE-AB7 of the same company s (see ibid. p.26) connected to the computer (BC computer 1), respectively, and to other blocks of the system.
Блок 9 сравнения выполнен в виде соответствующего цифрового устройства на КМОП микросхемах 1526 СА1 (см., например, Б.Л. Перельман и В.В. Шевелев “Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги”, справочник, М.: Изд. “НТЦ Микротех”, 1998, с.49).Comparison block 9 is made in the form of a corresponding digital device on CMOS 1526 CA1 microcircuits (see, for example, BL Perelman and VV Shevelev “Domestic microcircuits and foreign analogs”, reference book, M .: Publishing House “NTTs Mikrotekh” , 1998, p. 49).
Индикатор 10 выполнен в виде плоскопанельного VGA монитора (разрешение 1240× 1024) типа FP20P-FC фирмы Intecolor (см., например, справочник “Передовые технологии автоматизации”, Москва, апрель 1999, с.28, составитель справочника и поставщик продукции фирма ProSoft, адрес в Web - http://www.prosoft.ru).The indicator 10 is made in the form of a flat-panel VGA monitor (resolution 1240 × 1024) of the Intecolor type FP20P-FC (see, for example, the reference book “Advanced Automation Technologies”, Moscow, April 1999, p. 28, the compiler of the reference book and the supplier of products, ProSoft, Web address - http://www.prosoft.ru).
Транспондер 11 выполнен в виде соответствующего устройства VDL 4000/GA компании C.N.S.Systems, Швеция (см., например, www.cns.se), предназначен для определения положения ЛА (см., например, патент РФ №2108627) при работе, например, в режиме автоматического зависимого наблюдения - вещательного (АЗН-В) и содержит процессор, соответственно соединенный с приемником спутниковой навигации (GPS/ГЛОНАСС) и с УКВ передатчиком (на чертеже не показаны), а, кроме того, входом подключенный ко входу, а выходом соединенный с выходом транспондера. При этом приемник спутниковой навигации и УКВ передатчик транспондера 11 соединены с соответствующими антенными устройствами (на чертеже показаны в объединенном виде, но не обозначены) радиочастотного (УКВ) канала. Для согласованного функционирования в системе транспондер 11 управляющим входом подключен к управляющему входу процессора (на чертеже не показано). Приемник спутниковой навигации может быть выполнен в виде устройства GPS, например, Magnavox MX 4200 фирмы “Магнавокс корп.” США (см., например, патент РФ №2108627), процессор может быть выполнен в виде микропроцессора на КМОП микросхемах 588 ВС2В (см., например, Б.Л. Перельман и В.В. Шевелев “Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги”, справочник, М.: Изд. “НТЦ Микротех”, 1998, с.130).The transponder 11 is made in the form of a corresponding device VDL 4000 / GA of CNSSystems, Sweden (see, for example, www.cns.se), is designed to determine the position of the aircraft (see, for example, RF patent No. 2108627) during operation, for example, in automatic dependent monitoring mode - broadcast (AZN-V) and contains a processor, respectively connected to a satellite navigation receiver (GPS / GLONASS) and to a VHF transmitter (not shown in the drawing), and, in addition, an input connected to the input and output connected to the transponder output. In this case, the satellite navigation receiver and the VHF transmitter of the transponder 11 are connected to the corresponding antenna devices (shown in the drawing in a combined form, but not indicated) of the radio frequency (VHF) channel. For coordinated operation in the system, the transponder 11 by the control input is connected to the control input of the processor (not shown in the drawing). A satellite navigation receiver can be made in the form of a GPS device, for example, Magnavox MX 4200 from Magnavox Corporation USA (see, for example, RF patent No. 2108627), the processor can be made in the form of a microprocessor on CMOS chips 588 BC2V (see , for example, B.L. Perelman and V.V. Shevelev “Domestic microcircuits and foreign analogues”, reference book, Moscow: Publishing House “NTTs Mikrotekh”, 1998, p.130).
Блок 12 тревожной сигнализации выполнен в виде акустической системы, содержащей электродинамики, выходами соединенные с наушниками пилота (на чертеже не показаны) (см., например. Offprint from Modern Simulation & Training, 4/99, c.1-4).Block 12 alarm is made in the form of an acoustic system containing electrodynamics, outputs connected to the pilot's headphones (not shown) (see, for example, Offprint from Modern Simulation & Training, 4/99, p. 1-4).
Система для осуществления способа предотвращения столкновения летательного аппарата с Землей работает следующим образом.The system for implementing the method of preventing collision of an aircraft with the Earth works as follows.
Во время полета непосредственно или с помощью БЦ ЭВМ 1 включают блок 5 управления, который вводит в рабочий режим остальные устройства и блоки системы и соответственно синхронизирует их работу.During the flight, directly or using the BC 1, the computer 1 includes a control unit 5, which brings into operation the remaining devices and units of the system and accordingly synchronizes their work.
При снижении ЛА до заранее установленной (допустимой) высоты, определяемой с помощью работающего в автоматическом режиме высотомера ИНС (на чертеже не показаны), блок 7 определения параметров движения ЛА по запросу (команде) от БЦ ЭВМ 1 получает от ИНС сигналы, соответствующие координатам ЛА, по которым определяет параметры вектора скорости ЛА (см. приложение 1) и передает соответствующую информацию в БЦ ЭВМ 1. Одновременно по соответствующему запросу в БЦ ЭВМ 1 поступает информация о координатах ЛА от системы управления воздушным движением (не показана) через систему GPS/ГЛОНАСС и транспондер 11 или автономно с помощью транспондера 11. После обработки этой информации на БЦ ЭВМ 1 запрашивают из блока 8 памяти записанную в нем в виде соответствующей совокупности электрических сигналов информацию, характеризующую рельеф подстилающей поверхности в области, определенной координатами местонахождения ЛА в текущий момент времени, и из блока 8 памяти соответствующую информацию подают в блок 9 сравнения.When the aircraft is reduced to a predetermined (permissible) altitude determined using the ANN altimeter operating in automatic mode (not shown in the drawing), the unit 7 for determining the parameters of the aircraft’s motion upon request (command) from the BC computer 1 receives signals from the ANN corresponding to the coordinates of the aircraft by which it determines the parameters of the aircraft velocity vector (see Appendix 1) and transmits the relevant information to the BC 1. At the same time, upon a corresponding request, the BC computer 1 receives information about the coordinates of the aircraft from the air traffic control system ( e) through a GPS / GLONASS system and a transponder 11 or autonomously using a transponder 11. After processing this information, the computer base 1 requests from the memory unit 8 information recorded in it in the form of a corresponding set of electrical signals characterizing the relief of the underlying surface in a region defined the coordinates of the location of the aircraft at the current time, and from the memory unit 8, the corresponding information is supplied to the comparison unit 9.
При этом местонахождение ЛА определяют в виде области, размеры которой выбирают соответствующими величине проекции ЛА на подстилающую поверхность или же местонахождение ЛА определяют в виде области, размеры которой по курсу движения ЛА выбирают соответствующими (1,5-15) длины ЛА, а по ширине равными (1,5-2,0) соответствующей величины проекции ЛА на подстилающую поверхность.At the same time, the location of the aircraft is determined in the form of an area, the dimensions of which are selected according to the projection of the aircraft onto the underlying surface, or the location of the aircraft is determined in the form of an area, the dimensions of which according to the direction of movement of the aircraft are selected to be (1.5-15) the length of the aircraft, and equal in width (1.5-2.0) the corresponding value of the projection of the aircraft on the underlying surface.
Кроме того, размеры области по курсу движения ЛА выбирают, исходя, например, из соотношенияIn addition, the size of the area at the rate of movement of the aircraft is chosen, based, for example, from the ratio
L=L0+α VЛАΔ t,L = L 0 + α V LA Δ t,
где L0 - длина ЛА, м; α =1,5-10 - безразмерный коэффициент; vла - скорость движения ЛА, м/с; Δ t - промежуток времени между измерениями, например, с помощью системы АЗН-В координат ЛА, с, причем начало координат области, определяющей местонахождения ЛА, выбирают соответствующим его текущим координатам, а при посадке, например, самолета область, соответствующую наблюдению взлетно-посадочной полосы и прилегающей окрестности, выбирают с центром в точке местоположения самолета, например, кабины пилота с линией визирования по направлению глиссады. При этом координаты других точек ЛА, требуемых для получения зоны возможного столкновения ЛА с подстилающей поверхностью, определяют путем проведения с помощью БЦ ЭВМ 1 соответствующих вычислений. Эти данные передают в блок 8 памяти для получения и формирования на экране индикатора 10 соответствующего изображения подстилающей поверхности.where L 0 - the length of the aircraft, m; α = 1.5-10 - dimensionless coefficient; v la - the speed of the aircraft, m / s; Δ t is the time interval between measurements, for example, using the AZN-B coordinate system of the aircraft, s, and the origin of the region determining the location of the aircraft is chosen corresponding to its current coordinates, and when landing, for example, an airplane, the area corresponding to the observation of the take-off and landing stripes and the surrounding area, choose centered at the location of the aircraft, for example, the cockpit with a line of sight in the direction of the glide path. In this case, the coordinates of other points of the aircraft, required to obtain the zone of a possible collision of the aircraft with the underlying surface, are determined by carrying out corresponding calculations with the help of a mainframe computer 1. These data are transmitted to the memory unit 8 for receiving and forming on the screen of the indicator 10 the corresponding image of the underlying surface.
Одновременно с информацией из блока 8 памяти в блок 9 сравнения через БЦ ЭВМ 1 передают информацию, полученную из блока 3 обзора, причем вначале эту информацию обрабатывают в БЦ ЭВМ 1, проводя стереоотождествление просматриваемой сцены и сцены, выбираемой из базы данных, а затем в блоке 9 сравнения с помощью корреляционного алгоритма осуществляют “привязку” телеизображения к ортоизображению и сигнал, соответствующий величине полученной при этом корреляционной функции, сравнивают с заданным уровнем, определяющим соответствие просматриваемой сцены и сцены, выбираемой из базы данных (см. приложения 2, 3).Simultaneously with the information from the memory unit 8 to the comparison unit 9, information obtained from the review unit 3 is transmitted through the BC 1, and this information is first processed in the BC 1 by stereo identification of the viewed scene and the scene selected from the database, and then in the block 9 comparisons using the correlation algorithm carry out the “binding” of the television image to the orthoimage and the signal corresponding to the value of the obtained correlation function is compared with a predetermined level that determines the correspondence of the viewing my scenes and scenes, selected from the database (see para. Annex 2, 3).
В случае соответствия поступивших таким образом на блок 9 сравнения сигналов делают вывод о согласованности рассматриваемой с помощью блока 3 обзора и привязанной в блоке 8 памяти к соответствующим координатам сцен, и соответствующее записанное в блоке 8 памяти изображение подстилающей поверхности воспроизводят на индикаторе 10. При этом на воспроизводимом изображении соответствующее текущее изображение подстилающей поверхности формируют в упрощенном виде с отображением основных ориентиров и/или возможных препятствий, например, в виде пирамид с указанием цифровых значений высот предполагаемых препятствий, находящихся в соответствующих участках подстилающей поверхности, и с помощью средств компьютерной графики БЦ ЭВМ 1 в зависимости от расстояния между предполагаемыми препятствиями и ЛА и соответственно времени подлета к ним производят окрашивание в соответственно зеленый, желтый или красный цвета тех участков поверхности, которые могут представлять опасность при условии сохранения прежнего курса и скорости полета, причем зеленый цвет соответствует безопасному полету, желтый - полету, требующему корректировку курса, а красный цвет соответствует ситуации, в которой пилоту следует принять экстренные меры, чтобы избежать столкновения с препятствием, при этом совмещение изображений, полученных по предварительно сформированным сигналам и при съемке, производят путем координатной привязки ЛА и соответствующих точек подстилающей поверхности.In the case of correspondence of the signals received in this way to the comparison unit 9, a conclusion is made about the consistency of the review considered with the help of block 3 and tied in the memory unit 8 to the corresponding coordinates of the scenes, and the corresponding image of the underlying surface recorded in the memory unit 8 is reproduced on the indicator 10. Moreover, on in the reproduced image, the corresponding current image of the underlying surface is formed in a simplified form with the display of the main landmarks and / or possible obstacles, for example, in the form pyramids indicating the digital values of the heights of the alleged obstacles located in the corresponding areas of the underlying surface, and using the computer graphics of the BC 1 computer, depending on the distance between the alleged obstacles and the aircraft and, accordingly, the time of approach to them, they are colored in green, yellow or red, respectively those areas of the surface that may be hazardous provided that they maintain their previous course and flight speed, and the green color corresponds to a safe flying, yellow - a flight requiring a course correction, and the red color corresponds to a situation in which the pilot should take emergency measures to avoid collision with an obstacle, while combining images obtained from pre-generated signals and when shooting, is performed by coordinate reference of the aircraft and corresponding points of the underlying surface.
При этом соответствующее текущее изображение подстилающей поверхности формируют в упрощенном виде с отображением основных ориентиров и/или возможных препятствий, например, в виде пирамид с указанием их высоты.In this case, the corresponding current image of the underlying surface is formed in a simplified form with the display of the main landmarks and / or possible obstacles, for example, in the form of pyramids with an indication of their height.
Совокупность сигналов, соответствующих рельефу подстилающей поверхности на трассе полета или отдельных ее участках, могут также через БЦ ЭВМ 1 передавать на блок 8 памяти ЛА с помощью соответствующего подключения вышеуказанных твердотельных дисков на Flash-памяти, на которых из базы данных соответствующих наземных служб управления полетом (не показаны) записана требуемая информация, или непосредственно из базы данных этих наземных служб управления полетом, причем рельеф подстилающей поверхности на трассе полета ЛА для предварительного формирования соответствующих сигналов во всех случаях задают в виде цифрового представления высот характерных точек этого рельефа относительно, например, уровня моря, полученного по карте местности и/или путем наземной или авиационной или космической топографической съемки.The set of signals corresponding to the relief of the underlying surface on the flight path or its individual sections can also be transmitted through the computer base 1 to the aircraft memory unit 8 by means of the corresponding connection of the above solid-state drives to Flash-memory on which from the database of the corresponding ground-based flight control services ( not shown) the required information is recorded, or directly from the database of these ground-based flight control services, and the relief of the underlying surface on the flight path of the aircraft for preliminary The formations of the corresponding signals are in all cases set in the form of a digital representation of the heights of the characteristic points of this relief relative to, for example, sea level obtained from a terrain map and / or by ground or air or space topographic surveying.
Анализ возможности продолжения полета в прежнем режиме можно проводить также путем корреляционной обработки в БЦ ЭВМ 1 сигналов, соответствующих текущему изображению подстилающей поверхности, и сигналов, полученных от блока 3 обзора и соответствующих навигационных систем ЛА, с последующей оценкой расхождения величин этих сигналов.The analysis of the possibility of continuing the flight in the previous mode can also be carried out by correlation processing in the computer computer 1 of the signals corresponding to the current image of the underlying surface and the signals received from the review unit 3 and the corresponding navigation systems of the aircraft, with subsequent assessment of the discrepancy between the values of these signals.
В случае существенного (вышезаданного порогового значения) расхождения сигналов делают вывод о несовпадении ракурса обзора и полученной из блока 8 памяти сцены, и оператор с помощью блока 4 привода изменяет положение телевизионного датчика блока 3 обзора до получения требуемого соответствия сигналов, после чего синтетическую (включающую записанный в блоке 8 памяти сюжет, на который наложена воспринимаемая датчиком блока 3 обзора сцена) раскрашенную в соответствующие расстоянию до препятствий цвета картину воспроизводят на экране (не показан) индикатора 10. Формирование соответствующей картины изображения подстилающей поверхности производят в реальном масштабе времени.In the case of a significant (above threshold value) discrepancy between the signals, the viewing angle does not coincide with that obtained from block 8 of the scene memory, and the operator, using the drive block 4, changes the position of the television sensor of the review block 3 until the desired signal matching is obtained, after which the synthetic (including recorded in memory block 8, a plot on which a scene perceived by the sensor of block 3 of the review is superimposed) the picture painted at the appropriate distance to the obstacles is reproduced on the screen (not azan) of indicator 10. The formation of the corresponding picture of the underlying surface is carried out in real time.
В случае критической близости ЛА до препятствия через динамики блока 12 тревожной сигнализации воспроизводят соответствующий звуковой сигнал.In the case of a critical proximity of an aircraft to an obstacle, the corresponding sound signal is reproduced through the speakers of the alarm block 12.
Сигналы, соответствующие текущим координатам ЛА, формируют во время полета постоянно, а сигналы из предварительно сформированной совокупности, соответствующие рельефу подстилающей поверхности, в течение полета выделяют по запросу пилота ЛА, но постоянно выделяют в сложных полетных условиях, например при полете на малых высотах в горной местности, а также при заходе на посадку, и соответственно в эти периоды времени производят формирование изображения подстилающей поверхности.The signals corresponding to the current coordinates of the aircraft are constantly generated during the flight, and signals from the pre-formed set corresponding to the relief of the underlying surface are emitted during the flight at the request of the pilot of the aircraft, but are constantly emitted in difficult flight conditions, for example, when flying at low altitudes in mountainous terrain, as well as when approaching, and, accordingly, during these periods of time produce the formation of the image of the underlying surface.
Алгоритмы работы вычислителей БЦ ЭВМ 1 и блока 7 определения параметров движения ЛА приведены в приложениях.The operation algorithms of the BC computer computers 1 and block 7 for determining the parameters of the aircraft motion are given in the appendices.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1ANNEX 1
Определение параметров вектора скорости 
Пусть 
где 
При этомWherein
(см., например, М.Я. Выгодский “Справочник по высшей математике”. - М.: Наука, 1973, с.133-135).(see, for example, M.Ya. Vygodsky “Handbook of Higher Mathematics.” - M .: Nauka, 1973, p.133-135).
ПРИЛОЖЕНИЕ 2APPENDIX 2
Стереоотождествление просматриваемой сцены и сцены, выбираемой из базы данныхStereo identification of the viewed scene and the scene selected from the database
Решение задачи стереоотождествления проводят поэтапно:The solution of the problem of stereo identification is carried out in stages:
Вначале осуществляют выбор эталона на одном изображении, например на снимке сцены, получаемой при обзоре подстилающей поверхности, затем находят соответствующий эталону образ на другом изображении (соответственно из совокупности, хранящейся в базе данных), уточняют положение образа, соответствующего эталону, вычисляют трехмерные координаты образа в объектном пространстве и производят оценку соответствия.First, a reference is selected on one image, for example, on a scene taken from a survey of the underlying surface, then the image corresponding to the reference is found on another image (respectively, from the population stored in the database), the position of the image corresponding to the reference is determined, three-dimensional image coordinates are calculated in object space and produce a conformity assessment.
Область поиска определяется априорным оцениванием рельефа по высоте путем использования карты местности, причем применена иерархическая стратегия стереоотождествления, основанная на прореживании изображения за счет соответствующей фильтрации.The search area is determined by a priori elevation estimation of the relief by using a map of the area, and a hierarchical stereo identification strategy is applied, based on thinning out the image due to appropriate filtering.
Для устранения неоднозначности используются эталоны, содержащие информацию о характерных особенностях изображения.To eliminate the ambiguity, standards are used that contain information about the characteristic features of the image.
Сцена рассматривается в виде последовательности изображений, причем каждое последующее изображение получают из предыдущего путем фильтрации и прореживания по схеме:The scene is considered as a sequence of images, and each subsequent image is obtained from the previous one by filtering and thinning according to the scheme:
Исходное изображение: fN-1(x,y)Original Image: f N-1 (x, y)
Высокочастотная фильтрация с ядром h(u,v)High-pass filtering with a core h (u, v)
Уменьшение размеров в 2 раза2 times reduction in size
Массив точек, полученных в результате стереоотождествления, далее называют цифровой моделью поверхности (ЦМП). ЦМП подвергают коррекции для построения рельефа с требуемой степенью гладкости (ЦМР). ЦМР задают в земной системе координат (ЗСК), в которой оси Xg и Yg этой системы координат лежат в горизонтальной плоскости, а ось Zg направлена вертикально вверх.An array of points obtained as a result of stereo identification is hereinafter referred to as a digital surface model (DSC). The CMP is subjected to correction to build a relief with the required degree of smoothness (DEM). DEMs are set in the Earth's coordinate system (GSC), in which the X g and Y g axes of this coordinate system lie in the horizontal plane, and the Z g axis is directed vertically upward.
АСК - связанная со снимаемой с помощью блока 3 обзора сценой (снимком подстилающей поверхности) система координат. Оси Ха и Ya этой системы координат лежат в горизонтальной плоскости, а ось Za противонаправлена оптической оси датчика блока 3 обзора. Начало координат расположено в центре проектирования.ASK - the coordinate system associated with the scene taken with the help of block 3 of the review (a photograph of the underlying surface). The axes X a and Y a of this coordinate system lie in a horizontal plane, and the axis Z a is opposite to the optical axis of the sensor of the review unit 3. The origin is located in the center of the design.
Исходные данные: Цифровая модель рельефа - матрица высот H={hij} в узлах равномерной сетки с известными координатами первой точки (xro, yro) и известным шагом сетки (масштабом) по осям Х и Y (mxr, myr). Снимок - матрица оптических плотностей Р={рij} в узлах равномерной сетки с известными координатами первой точки и масштабами по осям Х и Y (mxs, mys). Считаются известными: фокусное расстояние объектива f, например телевизионного датчика, координаты точки отсчета (главной точки) xр, ур, параметры внешнего ориентирования снимка сцены, координаты точки съемки в ЗСК Xf=(xf, yf, zf) и матрица преобразования координат вектора из ЗСК в АСК А={аij}.Initial data: Digital elevation model - matrix of heights H = {h ij } at nodes of a uniform grid with known coordinates of the first point (x ro , y ro ) and a known grid step (scale) along the X and Y axes (m xr , m yr ) . The snapshot is the optical density matrix P = {p ij } at the nodes of a uniform grid with known coordinates of the first point and scales along the X and Y axes (m xs , m ys ). The following are considered known: the focal length of the lens f, for example, a television sensor, the coordinates of the reference point (main point) x p , y p , the parameters of the exterior orientation of the scene image, the coordinates of the shooting point in the ZSC X f = (x f , y f , z f ) and the matrix of the transformation of the coordinates of the vector from ZSC to ASC A = {a ij }.
Выходные данные: Ортоплан - матрица оптических плотностей O={oij} в узлах равномерной сетки с осями, совпадающими с осями ЗСК. Координаты первой точки сетки совпадают с координатами первой точки ЦМР. Масштабы ортоплана по осям вычисляют исходя из параметров внутреннего и внешнего ориентирования снимка.Output data: Orthoplan is the matrix of optical densities O = {o ij } at the nodes of a uniform grid with axes coinciding with the axes of the SCS. The coordinates of the first grid point coincide with the coordinates of the first DEM point. The scale of the orthoplan along the axes is calculated based on the parameters of the internal and external orientation of the image.
Процесс ортотранформирования снимка заключается в присвоении каждой точке ортоплана оптической плотности соответствующей ей точки снимка.The process of orthorectification of the image consists in assigning to each point of the orthoplane the optical density of the corresponding image point.
Алгоритм ортотранформирования может быть представлен в виде следующих операций:The orthorectification algorithm can be represented in the form of the following operations:
- определение числа разбиений сетки ЦМР (nrх, nrу) и масштабов ортоплана (mxo, myo);- determination of the number of DTM grid partitions (n rx , n rу ) and orthoplan scales (m xo , m yo );
- вычисление координат узловых точек ЦМР на снимке;- calculation of the coordinates of the nodal points of the DEM in the image;
- вычисление по полученным координатам параметров линейного преобразования точек ортоплана в точки снимка;- calculation of the parameters of the linear transformation of the points of the orthoplan to the points of the image based on the coordinates obtained;
- определение координат точек сетки ортоплана в АСК;- determination of the coordinates of the grid points in the ASK;
- присвоение точкам ортоплана значений оптических плотностей соответствующих точек снимка.- Assignment of orthoplanes to the values of optical densities of the corresponding image points.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3APPENDIX 3
Привязка телеизображения к ортоизображению с помощью корреляционного алгоритмаLinking a TV image to an ortho image using the correlation algorithm
Эта привязка рассматривается как задача сравнения двух изображений, представленных массивами точек (пикселями яркости) соответственно F (j,k) и G (m,n) (см., например, Woosug Cho “Relation matching for automatic orientation”, ISPRS, vol. XXXI, Part B3, Vienna, 1996, p.p.111-119, а также S.Yu. Zheltov., A.V. Sibiryakov “Adaptive subpixel cross-corelation in a point correspondence problem”. Optical 3D Measurement Techniques, Zurich, 1997).This binding is considered as the task of comparing two images represented by arrays of points (brightness pixels) F (j, k) and G (m, n), respectively (see, for example, Woosug Cho “Relation matching for automatic orientation”, ISPRS, vol. XXXI, Part B3, Vienna, 1996, pp. 111-119, and S.Yu. Zheltov., AV Sibiryakov, “Adaptive subpixel cross-corelation in a point correspondence problem.” Optical 3D Measurement Techniques, Zurich, 1997).
Для решения используют априорную информацию о масштабе съемки и углах линии визирования.To solve using a priori information about the scale of the survey and the angles of the line of sight.
Решение этой задачи получают путем использования метода корреляции функций яркостей и нахождения максимума функции корреляции на всей области поиска (глобальный максимум). Коэффициент корреляции Kk(m,n) определяют по формулеThe solution to this problem is obtained by using the method of correlation of brightness functions and finding the maximum of the correlation function in the entire search area (global maximum). The correlation coefficient Kk (m, n) is determined by the formula
При этом 0≤ Kk(m,n)≤ 1, где Kk(m,n)=1, если эти функции тождественны (изображения идентичны), и Kk(m,n)=0, если функции яркости независимы.Moreover, 0 ≤ Kk (m, n) ≤ 1, where Kk (m, n) = 1 if these functions are identical (images are identical), and Kk (m, n) = 0 if the brightness functions are independent.
Процедура получения пирамиды эталонных изображений:The procedure for obtaining the pyramid of reference images:
1. На изображении выбирают точку привязки.1. An anchor point is selected on the image.
2. Задают размер пирамиды (Мах - число уровней) и размер окна (J х К), в (общем случае J≠ K).2. Set the size of the pyramid (Max is the number of levels) and the size of the window (J x K), in the general case J ≠ K).
3. На эталонном изображении вырезают область размером (J*2мах+1)((К*2мах+1).3. In the reference image, a region of size (J * 2 max +1) ((K * 2 max +1) is cut out.
4. Для этой области строят пирамиду изображений для этой области.4. For this area, build a pyramid of images for this area.
5. Level=Max. Берут изображение с верхнего уровня пирамиды.5. Level = Max. Take the image from the top level of the pyramid.
6. Если уровень ≥ нижнему уровню, то выполнять п.7, иначе п.10.6. If the level is ≥ the lower level, then perform step 7; otherwise, step 10.
7. Если размер изображения больше размера окна, то п.8, иначе п.9.7. If the image size is larger than the window size, then clause 8, otherwise clause 9.
8. Вырезают область размером J× К, где центр области - точка привязки.8. Cut out a region of size J × K, where the center of the region is the anchor point.
9. Опускаются на уровень ниже и идут на п.6.9. They go down one level and go to step 6.
10. Выход.10. Exit.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003100762/09A RU2234739C1 (en) | 2003-01-15 | 2003-01-15 | Method of prevention of collision of flying vehicle with earth |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003100762/09A RU2234739C1 (en) | 2003-01-15 | 2003-01-15 | Method of prevention of collision of flying vehicle with earth |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003100762A RU2003100762A (en) | 2004-07-20 |
| RU2234739C1 true RU2234739C1 (en) | 2004-08-20 |
Family
ID=33413760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003100762/09A RU2234739C1 (en) | 2003-01-15 | 2003-01-15 | Method of prevention of collision of flying vehicle with earth |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2234739C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2485537C2 (en) * | 2011-07-21 | 2013-06-20 | Виктор Леонидович Семенов | Method of aircraft landing with course or glideslope approach onto aerodrome and devices for its realisation, radar to detect sign of target deviation from equisignal direction |
| RU2492495C2 (en) * | 2011-07-21 | 2013-09-10 | Виктор Леонидович Семенов | Methods of determining sign and value of deviation of aircraft from heading and glide path at final landing phase on aerodrome and apparatus for realising said methods |
| RU2499279C1 (en) * | 2012-04-12 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" | Method of estimating aircraft altitude from radar images of earth's surface |
| RU2515469C1 (en) * | 2012-11-22 | 2014-05-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method of aircraft navigation |
| RU2520386C1 (en) * | 2012-12-25 | 2014-06-27 | Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Device for computer-aided reference data setup for navigation system |
| RU2527196C2 (en) * | 2012-06-20 | 2014-08-27 | Николай Евгеньевич Староверов | Obstacle sensor (versions) |
| RU2564552C1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-10-10 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" | Navigation method of airborne vehicle as per radar images of earth surface |
| RU2588105C2 (en) * | 2014-10-24 | 2016-06-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Конверсия" | Radar method of determining flight altitude of aircraft |
-
2003
- 2003-01-15 RU RU2003100762/09A patent/RU2234739C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2485537C2 (en) * | 2011-07-21 | 2013-06-20 | Виктор Леонидович Семенов | Method of aircraft landing with course or glideslope approach onto aerodrome and devices for its realisation, radar to detect sign of target deviation from equisignal direction |
| RU2492495C2 (en) * | 2011-07-21 | 2013-09-10 | Виктор Леонидович Семенов | Methods of determining sign and value of deviation of aircraft from heading and glide path at final landing phase on aerodrome and apparatus for realising said methods |
| RU2499279C1 (en) * | 2012-04-12 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" | Method of estimating aircraft altitude from radar images of earth's surface |
| RU2527196C2 (en) * | 2012-06-20 | 2014-08-27 | Николай Евгеньевич Староверов | Obstacle sensor (versions) |
| RU2515469C1 (en) * | 2012-11-22 | 2014-05-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method of aircraft navigation |
| RU2520386C1 (en) * | 2012-12-25 | 2014-06-27 | Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Device for computer-aided reference data setup for navigation system |
| RU2564552C1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-10-10 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" | Navigation method of airborne vehicle as per radar images of earth surface |
| RU2588105C2 (en) * | 2014-10-24 | 2016-06-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Конверсия" | Radar method of determining flight altitude of aircraft |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10527720B2 (en) | Millimeter-wave terrain aided navigation system | |
| US6748325B1 (en) | Navigation system | |
| US8296056B2 (en) | Enhanced vision system for precision navigation in low visibility or global positioning system (GPS) denied conditions | |
| US9384586B1 (en) | Enhanced flight vision system and method with radar sensing and pilot monitoring display | |
| Fazeli et al. | Evaluating the potential of RTK-UAV for automatic point cloud generation in 3D rapid mapping | |
| US6865477B2 (en) | High resolution autonomous precision positioning system | |
| US5654890A (en) | High resolution autonomous precision approach and landing system | |
| JP3052286B2 (en) | Flight system and pseudo visual field forming device for aircraft | |
| US9165383B1 (en) | Point cloud visualization using bi-modal color schemes based on 4D lidar datasets | |
| US9477230B2 (en) | Method for the acquisition and processing of geographical information of a path | |
| JP2015522458A (en) | Point cloud visualization of allowable helicopter landing points based on 4DLIDAR | |
| EP3775992A1 (en) | Navigation apparatus and method | |
| CA2596063A1 (en) | Precision approach guidance system and associated method | |
| GB2237951A (en) | Navigation systems using passive imaging sensors | |
| EP3702869B1 (en) | Autonomous aircraft sensor-based positioning and navigation system using markers | |
| CN104063214A (en) | Methods And Systems For Colorizing An Enhanced Image During Alert | |
| RU2234739C1 (en) | Method of prevention of collision of flying vehicle with earth | |
| US10353068B1 (en) | Weather radar enabled offshore operation system and method | |
| EP3702870B1 (en) | System for multispectral object identification and corresponding method | |
| EP3702871B1 (en) | Design and processing of multispectral sensors for autonomous flight | |
| RU2003100762A (en) | METHOD FOR PREVENTING COLLISION OF AIRCRAFT WITH EARTH | |
| Zelenka et al. | Results from the NASA Automated Nap‐of‐the‐Earth Program | |
| Džunda et al. | Influence of mutual position of communication network users on accuracy of positioning by telemetry method | |
| CN118190019B (en) | Air moving target flight parameter calculation method based on push-broom mode multispectral remote sensing image | |
| CN114518107B (en) | Wireless synchronous control system based on unmanned aerial vehicle remote control seismic source |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140116 |