RU2523446C2 - Method for automated determination of coordinates of unmanned aerial vehicles - Google Patents
Method for automated determination of coordinates of unmanned aerial vehicles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2523446C2 RU2523446C2 RU2011147093/07A RU2011147093A RU2523446C2 RU 2523446 C2 RU2523446 C2 RU 2523446C2 RU 2011147093/07 A RU2011147093/07 A RU 2011147093/07A RU 2011147093 A RU2011147093 A RU 2011147093A RU 2523446 C2 RU2523446 C2 RU 2523446C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unmanned aerial
- coordinates
- uav
- uavs
- aerial vehicles
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу определения координат беспилотных летательных аппаратов и может быть использовано для определения координат беспилотных летательных аппаратов в автоматическом режиме.The invention relates to a method for determining the coordinates of unmanned aerial vehicles and can be used to determine the coordinates of unmanned aerial vehicles in automatic mode.
Анализ процесса пеленгации и определения координат беспилотных летательных аппаратов (БЛА) в особых условиях показывает, что использование спутниковой навигационной системы не всегда возможно, поэтому необходимо применять наземные средства определения пространственных координат [1,2].An analysis of the direction finding process and determining the coordinates of unmanned aerial vehicles (UAVs) under special conditions shows that the use of a satellite navigation system is not always possible, therefore, it is necessary to use ground-based means for determining spatial coordinates [1,2].
Применение БЛА позволяет выполнять поиск и обнаружениЕ цели, корректировку огня по ней и контроль результатов поражения цели в едином технологическом цикле. При этом основным недостатком системы является определение координат БЛА в пространстве.The use of UAVs allows you to search for and detect a target, adjust fire on it and control the results of target destruction in a single technological cycle. In this case, the main disadvantage of the system is the determination of UAV coordinates in space.
Изобретение предлагает способ автоматизированного определения координат беспилотных летательных аппаратов. Прототипом данного изобретения является изобретение SU 1172374 А1 (МКИ G01S 3/78) от 26.03.84 г. и патент №2349864 от 20.03.09 г. [3,4].The invention provides a method for automatically determining the coordinates of unmanned aerial vehicles. The prototype of this invention is the invention SU 1172374 A1 (MKI G01S 3/78) from 03/26/84 and patent No. 2349864 from 03/20/09 [3,4].
В настоящее время используются различные виды БЛА, при использовании которых возникает проблема определения пространственных координат (использование спутниковой навигационной системы не всегда возможно, это связано с подавлением сигналов средствами радиоэлектронной борьбы и т.д.) [5]. А определение координат с помощью углоизмерительных устройств связано со сложной работой оператора по точному прицеливанию на БЛА и определения его местоположения в пространстве с последующим расчетом его координат вручную.Currently, various types of UAVs are used, the use of which causes the problem of determining spatial coordinates (the use of a satellite navigation system is not always possible, this is due to signal suppression by electronic warfare, etc.) [5]. And the determination of coordinates using angle measuring devices is associated with the difficult work of the operator to accurately aim at the UAV and determine its location in space with the subsequent calculation of its coordinates manually.
На этот процесс у оператора уходит много времени и до принятия решения БЛА исчезает из прямой видимости, что делает невозможным получить информацию о координатах БЛА.The operator takes a lot of time for this process and, before making a decision, the UAV disappears from line of sight, which makes it impossible to obtain information about the coordinates of the UAV.
Таким образом, существующие аналоги не в состоянии определить точные пространственные координаты БЛА, не затрачивая большое количество времени и ресурсов, что является подтверждением необходимости использования способа автоматизированного определения координат беспилотных летательных аппаратов.Thus, existing analogues are not able to determine the exact spatial coordinates of the UAV without spending a large amount of time and resources, which confirms the need to use the method of automated determination of the coordinates of unmanned aerial vehicles.
Целью изобретения является автоматизированное определение координат беспилотных летательных аппаратов по вертикальным и горизонтальным углам видеомонитора ЭВМ и по отраженному лазерному излучению, на основе определения дальности (фиг.1).The aim of the invention is the automated determination of the coordinates of unmanned aerial vehicles by the vertical and horizontal angles of a computer video monitor and by reflected laser radiation, based on the determination of range (Fig. 1).
Изобретение позволяет: 1) в автоматическом режиме определять координаты БЛА для управления и передачи разведывательной информации, а также поражения БЛА противника; 2) сократить время обнаружения БЛА и определения координат; 3) снизить среднюю ошибку определения координат, которая будет сведена к инструментальной ошибке средств измерения; 4) исключить мероприятия по визуальному определению полярных координат БЛА; 5) обеспечить независимость времени обнаружения БЛА, определения координат и обработки информации, что позволяет в автоматизированном режиме поддерживать связь прямую и обратную с БЛА.The invention allows: 1) to automatically determine the coordinates of the UAV for control and transmission of reconnaissance information, as well as the defeat of the enemy UAV; 2) to reduce the time for detecting UAVs and determining coordinates; 3) reduce the average error in determining the coordinates, which will be reduced to the instrumental error of the measuring instruments; 4) to exclude measures for the visual determination of the polar coordinates of the UAV; 5) to ensure the independence of the time for detecting UAVs, determining coordinates and processing information, which allows automated support for direct and reverse communication with UAVs.
Данная цель достигается применением камер кругового обзора с видеомонитором, ориентированным в пространстве, ЭВМ и лазерного дальномера для подсветки БЛА.This goal is achieved by the use of all-round cameras with a video monitor oriented in space, a computer and a laser rangefinder to illuminate the UAV.
Развитие современной элементной базы, в том числе малогабаритных приемников (видеокамер) и малогабаритных мощных источников излучения, позволяет их разместить в качестве перспективных разведывательных систем для обнаружения и распознавания БЛА и определения их пространственных координат [7, 8].The development of a modern elemental base, including small-sized receivers (cameras) and small-sized powerful radiation sources, allows them to be placed as promising reconnaissance systems for detecting and recognizing UAVs and determining their spatial coordinates [7, 8].
Автоматическое определение координат беспилотных летательных аппаратов в пространстве в зоне ответственности оператора осуществляется с помощью телекамер 1 (фиг.1), размещенных симметрично и направленных в разные стороны, так чтобы вести наблюдение на 360°. Камеры работают посекторно в оптическом диапазоне электромагнитных волн и днем, и ночью. Появление БЛА фиксируется автоматически как помеха 2, возникающая на кадре видеопоследовательности относительно предыдущего. Полученные данные обрабатываются на ЭВМ, где вырабатываются угловые значения местонахождения БЛА по высоте и по горизонту относительно центра углоизмерительного устройства 3. Углоизмерительное устройство по данным ЭВМ и с помощью поворотных механизмов отрабатывает в направлении БЛА излучатель, размещенный на подвижной головке 6. Излучатель испускает лазерный импульс 4, отраженный сигнал 5 с помощью приемника (размещенного на подвижной головке 6 вместе с излучателем) фиксируют время прохождения излучения до БЛА и обратно (излучатель подсвечивает БЛА, а приемник принимает сигнал (измерения дальности от БЛА)).Automatic determination of the coordinates of unmanned aerial vehicles in space in the operator’s area of responsibility is carried out using cameras 1 (Fig. 1), placed symmetrically and directed in different directions, so as to observe 360 °. The cameras operate sector-by-sector in the optical range of electromagnetic waves, day and night. The appearance of a UAV is automatically detected as a jammer 2 that occurs on the frame of the video sequence relative to the previous one. The data obtained are processed on a computer, where the angular values of the UAV’s location are generated in height and horizontal relative to the center of the angle measuring device 3. According to the computer and using rotary mechanisms, the angle measuring device processes the emitter in the direction of the UAV located on the movable head 6. The emitter emits a laser pulse 4 , the reflected signal 5 using the receiver (located on the movable head 6 together with the emitter) record the time of passage of radiation to the UAV and vice versa (the emitter under the UAV lights up, and the receiver receives a signal (range measurements from the UAV)).
Измеренная дальность от БЛА поступает на устройство обработки и отображения информации (ЭВМ) о координатах БЛА 7, где происходит автоматизированное определение координат беспилотных летательных аппаратов: XБЛА; YБЛА; ZБЛА. The measured distance from the UAV is fed to the information processing and display device (computer) about the coordinates of the UAV 7, where the coordinates of unmanned aerial vehicles are automatically determined: X UAV ; Y UAV ; Z UAV.
Измерение углов на местности - это измерение углов между проекциями этих направлений на горизонтальную плоскость при измерении горизонтальных углов или на вертикальную плоскость при измерении вертикальных углов и углов наклона (фиг.2).The measurement of angles on the ground is the measurement of the angles between the projections of these directions on the horizontal plane when measuring horizontal angles or on the vertical plane when measuring vertical angles and tilt angles (figure 2).
Именно эти углы необходимы для вычисления взаимного положения пунктов А и В на земной поверхности в определенной системе координат.It is these angles that are necessary to calculate the relative position of points A and B on the earth's surface in a certain coordinate system.
Так, если ∠АОВ - угол на местности между наклонными направлениями ОА и OB, то его горизонтальная проекция ∠A'OB' получится в результате проецирования точек А и В на горизонтальную плоскость (точки А' и В').So, if ∠АOW is the angle on the terrain between the oblique directions of OA and OB, then its horizontal projection ∠A'OB 'will result from the projection of points A and B on the horizontal plane (points A' and B ').
Мерой этого угла будет линейный угол β, называемый горизонтальным углом.A measure of this angle will be the linear angle β, called the horizontal angle.
Для получения превышений между пунктами на земной поверхности АОВ проецируется на вертикальную плоскость (точки А” и В). Полученный угол ξ называется вертикальным углом.To obtain excesses between points on the earth's surface, AOW is projected onto a vertical plane (points A ”and B). The resulting angle ξ is called the vertical angle.
Угол в вертикальной плоскости, образованный горизонтальной плоскостью, проходящей через точку О, и направлением на какой-либо объект, называется углом наклона. На фиг.2 показаны два угла наклона:The angle in the vertical plane formed by the horizontal plane passing through point O and the direction to any object is called the angle of inclination. Figure 2 shows two tilt angles:
- для направления ОА - ∠γA;- for the direction OA - ∠γ A;
- для направления О В - ∠γB.- for direction О В - ∠γ B.
На устройстве обработки и отображения информации (ЭВМ) о координатах БЛА и объектов высвечиваются рассчитанные пространственные координаты X, Y, Z (фиг.4).On the device for processing and displaying information (computer) about the coordinates of the UAV and objects, the calculated spatial coordinates X, Y, Z are displayed (figure 4).
Описание с формулами определения координатDescription with coordinate formulas
Дана точка 1 с координатами (X1, Y1, Z1), расстояние между точками 1 и 2 равно D, горизонтальный угол α1 и вертикальный угол α2 с точки 1 на точку 2 (фиг.3).Given
Необходимо определить координаты точки 2 (Х2, Y2, Z2).It is necessary to determine the coordinates of point 2 (X 2 , Y 2 , Z 2 ).
Проекции D на оси координат будут соответствовать ΔХ, ΔY и ΔZ.The projections of D on the coordinate axis will correspond to ΔX, ΔY and ΔZ.
Тогда:Then:
X2=X1+ΔХ;X 2 = X 1 + ΔX;
Y2=Y1+ΔY;Y 2 = Y 1 + ΔY;
Z2=Z1+ΔZ.Z 2 = Z 1 + ΔZ.
Величины ΔХ, ΔY и ΔZ называются приращениями координат. Их значения определяются следующим образомThe quantities ΔX, ΔY and ΔZ are called increments of coordinates. Their values are defined as follows
ΔX=Dcos(α1);ΔX = Dcos (α 1 );
ΔY=Dsin(α1);ΔY = Dsin (α 1 );
ΔZ=Dsin(α2).ΔZ = Dsin (α 2 ).
Использованная литератураReferences
1. Дмитриенко А.Г., Плющ А.А., Блинов А.В., Пархоменко А.В. Воздушная разведка в интересах артиллерии; под общ. ред. А.В.Пархоменко. - Пенза: ПАИИ, 2010. - 255 с.: ил.1. Dmitrienko A.G., Ivy A.A., Blinov A.V., Parkhomenko A.V. Aerial reconnaissance in the interests of artillery; under the general. ed. A.V.Parkhomenko. - Penza: PAII, 2010 .-- 255 pp., Ill.
2. Ростопчин В.В. Элементарные основы оценки эффективности применения беспилотных авиационных систем для воздушной разведки. http://dpla.ru/otklikrostopchin.htm.2. Rostopchin VV The elementary basis for evaluating the effectiveness of unmanned aerial systems for aerial reconnaissance. http://dpla.ru/otklikrostopchin.htm.
3. Авт.свидетельство SU 1172374 A1 от 26.03.84. Оптическая система наведения подвижного объекта. МКИ G01S 3/78.3. Auto certificate SU 1172374 A1 dated 03.26.84. Optical guidance system of a moving object. MKI G01S 3/78.
4. Пархоменко А.В., Шишков С.В. и др. Нашлемная разведывательная система пассивного дальнеметрирования объектов. - ФИПС. Патент №2349864 от 20.03.09.4. Parkhomenko A.V., Shishkov S.V. etc. Helmet reconnaissance system of passive long-range detection of objects. - FIPS. Patent No. 2349864 dated 03.20.09.
5. Пархоменко А.В., Шишков С.В. и др. Насадка к оптико-электронным приборам для визирования объектов при больших углах места. - ФИПС. Патент на полезную модель №83603, 10.06.09.5. Parkhomenko A.V., Shishkov S.V. etc. A nozzle for optoelectronic devices for sighting objects at large elevation angles. - FIPS. Utility Model Patent No. 83603, 06/10/09.
6. Пархоменко А.В., Шишков С.В. и др.. Устройство разведки объектов методом комбинированного стереоэффекта. - ФИПС. Патент на полезную модель №84539 по заявке на изобретение №2008152592 от 29.12.2008. Опубл. 10.07.2009. Бюл. №19.6. Parkhomenko A.V., Shishkov S.V. et al. A device for reconnaissance of objects using the combined stereo effect method. - FIPS. Utility Model Patent No. 84539 for an Application for Invention No. 2008152592 of December 29, 2008. Publ. 07/10/2009. Bull. No. 19.
7. Пархоменко А.В., Шишков С. В. и др. Устройство разведки объектов методом анаглифов. - ФИПС. Патент на полезную модель №86295 от 27.9.09 по заявке №№2008152594 от 29.12. 2008. Опубл. 27.9.09. Бюл. №24.7. Parkhomenko A.V., Shishkov S.V. et al. Device for reconnaissance of objects using the anaglyph method. - FIPS. Utility Model Patent No. 86295 dated September 27, 09 according to Application No. 2008152594 dated December 29. 2008. Publ. 09/27/09. Bull. Number 24.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011147093/07A RU2523446C2 (en) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | Method for automated determination of coordinates of unmanned aerial vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011147093/07A RU2523446C2 (en) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | Method for automated determination of coordinates of unmanned aerial vehicles |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011147093A RU2011147093A (en) | 2013-05-27 |
RU2523446C2 true RU2523446C2 (en) | 2014-07-20 |
Family
ID=48789074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011147093/07A RU2523446C2 (en) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | Method for automated determination of coordinates of unmanned aerial vehicles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2523446C2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574224C1 (en) * | 2014-09-18 | 2016-02-10 | Федеральное государственное казённое военное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия материально технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" | Passive detection of miniature drones and determination of their coordinates |
RU2601494C1 (en) * | 2015-04-20 | 2016-11-10 | Федеральное государственное казённое военное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия материально технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" | Method of aircraft coordinates determining based on using two directional angles and one of elevation angles |
RU2645549C2 (en) * | 2015-04-20 | 2018-02-21 | Федеральное государственное казённое военное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия материально технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" | Method of aircraft coordinates determining based on using two directional angles and one elevation angles |
RU2667115C1 (en) * | 2017-09-26 | 2018-09-14 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" | Method of positioning object with azimuth cutting from first measuring point and angle of site with the range - from second |
RU2680605C1 (en) * | 2018-03-06 | 2019-02-25 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий" | Method and device for automated determination of coordinates and suppression of optical electronic devices of small unmanned aircrafts |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5240207A (en) * | 1992-08-03 | 1993-08-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Generic drone control system |
US6364026B1 (en) * | 1998-04-01 | 2002-04-02 | Irving Doshay | Robotic fire protection system |
RU2279999C2 (en) * | 2003-12-30 | 2006-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Новик-XXI век" | Method of observation of objects from remotely-piloted flying vehicle, remotely-piloted flying vehicle and its observation frame-type system |
RU72754U1 (en) * | 2007-10-22 | 2008-04-27 | Пензенский Артиллерийский Инженерный Институт | DEVICE FOR COMBATING REMOTE PILOTED (UNMANNED) AIRCRAFT |
RU2351000C2 (en) * | 2005-09-05 | 2009-03-27 | ОАО "Научно-производственная корпорация "ИРКУТ" | Method and system of aircraft control apparatus |
-
2011
- 2011-11-18 RU RU2011147093/07A patent/RU2523446C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5240207A (en) * | 1992-08-03 | 1993-08-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Generic drone control system |
US6364026B1 (en) * | 1998-04-01 | 2002-04-02 | Irving Doshay | Robotic fire protection system |
RU2279999C2 (en) * | 2003-12-30 | 2006-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Новик-XXI век" | Method of observation of objects from remotely-piloted flying vehicle, remotely-piloted flying vehicle and its observation frame-type system |
RU2351000C2 (en) * | 2005-09-05 | 2009-03-27 | ОАО "Научно-производственная корпорация "ИРКУТ" | Method and system of aircraft control apparatus |
RU72754U1 (en) * | 2007-10-22 | 2008-04-27 | Пензенский Артиллерийский Инженерный Институт | DEVICE FOR COMBATING REMOTE PILOTED (UNMANNED) AIRCRAFT |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574224C1 (en) * | 2014-09-18 | 2016-02-10 | Федеральное государственное казённое военное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия материально технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" | Passive detection of miniature drones and determination of their coordinates |
RU2601494C1 (en) * | 2015-04-20 | 2016-11-10 | Федеральное государственное казённое военное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия материально технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" | Method of aircraft coordinates determining based on using two directional angles and one of elevation angles |
RU2645549C2 (en) * | 2015-04-20 | 2018-02-21 | Федеральное государственное казённое военное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия материально технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" | Method of aircraft coordinates determining based on using two directional angles and one elevation angles |
RU2667115C1 (en) * | 2017-09-26 | 2018-09-14 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" | Method of positioning object with azimuth cutting from first measuring point and angle of site with the range - from second |
RU2680605C1 (en) * | 2018-03-06 | 2019-02-25 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий" | Method and device for automated determination of coordinates and suppression of optical electronic devices of small unmanned aircrafts |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011147093A (en) | 2013-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11822351B2 (en) | Three-dimensional information processing unit, apparatus having three-dimensional information processing unit, unmanned aerial vehicle, informing device, method and program for controlling mobile body using three-dimensional information processing unit | |
US10187567B2 (en) | Method and handheld distance measurement device for indirect distance measurement by means of image-assisted angle determination function | |
US9958268B2 (en) | Three-dimensional measuring method and surveying system | |
CA2832956C (en) | System and method for controlling an unmanned aerial vehicle | |
US9758239B2 (en) | System and method for controlling an unmanned air vehicle | |
CN110850429B (en) | Survey device for automatically training locked object or person to track target based on camera | |
US20070103671A1 (en) | Passive-optical locator | |
CN111521161A (en) | Surveying apparatus comprising an event camera | |
US10508914B2 (en) | Device for automatically finding a mobile geodetic target object | |
JP2016095150A (en) | Inclination detection system and inclination detection method | |
JPH0124275B2 (en) | ||
US9250037B2 (en) | Method for determining corrections for artillery fire | |
RU2523446C2 (en) | Method for automated determination of coordinates of unmanned aerial vehicles | |
US11598878B2 (en) | Vision-cued random-access lidar system and method for localization and navigation | |
US10365067B2 (en) | System for aligning target sensor and weapon | |
RU2601494C1 (en) | Method of aircraft coordinates determining based on using two directional angles and one of elevation angles | |
JP6666406B2 (en) | Photogrammetry system | |
RU126846U1 (en) | DEVELOPMENT DETECTOR AND DEFINITION OF COORDINATES OF UNMANNED AIRCRAFT | |
EP4141384B1 (en) | Hand-held observation device and method for obtaining a 3d point cloud | |
RU2677586C1 (en) | Method of positioning the object of the crossing distance and angle of the site from the first measuring item and the angle of the site - with the second | |
US9851442B1 (en) | LADAR augmented infra-red (LAIR) sensor | |
RU2478898C1 (en) | Method of target identification and device to this end | |
RU2645549C2 (en) | Method of aircraft coordinates determining based on using two directional angles and one elevation angles | |
RU2680605C1 (en) | Method and device for automated determination of coordinates and suppression of optical electronic devices of small unmanned aircrafts | |
RU2684733C2 (en) | Method for determining position of object with cut from two measuring points in azimuth, elevation angle and distance |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140822 |