RU2691902C1 - Способ наведения беспилотного летательного аппарата - Google Patents
Способ наведения беспилотного летательного аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2691902C1 RU2691902C1 RU2018136941A RU2018136941A RU2691902C1 RU 2691902 C1 RU2691902 C1 RU 2691902C1 RU 2018136941 A RU2018136941 A RU 2018136941A RU 2018136941 A RU2018136941 A RU 2018136941A RU 2691902 C1 RU2691902 C1 RU 2691902C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- information
- unmanned aerial
- data processing
- aiming point
- aerial vehicle
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000008685 targeting Effects 0.000 claims description 5
- 206010020400 Hostility Diseases 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 102100038395 Granzyme K Human genes 0.000 description 3
- 101001033007 Homo sapiens Granzyme K Proteins 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B15/00—Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
- F42B15/01—Arrangements thereon for guidance or control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано в системах управления и наведения беспилотных летательных аппаратов: управляемых ракет, корректируемых авиабомб и других аппаратов класса «воздух - поверхность». Технический результат – повышение эффективности управления и наведения. По способу выбор точки прицеливания осуществляют в автоматическом режиме в бортовом блоке обработки данных. Это осуществляют с помощью априорной базы данных, состоящей из ситуационной базы данных, содержащей информацию о возможных ситуациях, возникающих в процессе полета, информационной базы данных, содержащей эталонную информацию о сцене проведения боевых действий и объектах, и алгоритмической базы данных, содержащей алгоритмы обработки данных от бортовой оптикоэлектронной системы и необходимых управляющих воздействиях по выбору точки прицеливания. Информацию, поступающую с оптикоэлектронной системы беспилотного летательного аппарата, передают в бортовой блок обработки данных, где ее преобразуют с помощью алгоритмов обработки данных. Путем сравнения с информацией, содержащейся в ситуационной и информационной базах данных, вырабатывают управляющее воздействие по выбору точки прицеливания на основе алгоритмической базы данных.
Description
Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано в системах управления и наведения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА): управляемых ракет, корректируемых авиабомб и других аппаратов класса «воздух - поверхность».
Из уровня техники известен способ и устройство управления беспилотным летательным аппаратом класса "воздух - поверхность" (патент RU 2254268, опубликован 20.06.2005), согласно которому, выбирают точку слежения (ТС) внутри контура цели и измеряют параметры движения БПЛА относительно этой точки. В автономном полете БПЛА обеспечивают его избирательное наведение, задавая вокруг первоначально выбранной ТС ограниченную зону слежения с определенным множеством пороговых значений и соответствующих им интервалов времени. При выходе ТС за эти пороги восстанавливают ее положение принудительными коррекциями. Если после некоторого числа таких коррекций слежение в указанной зоне неустойчиво, то возвращаются от избирательного наведения к наведению в контур цели, проводя некоторое число повторных коррекций ТС. Если слежение вновь неустойчиво, то фиксируют факт потери цели, не допуская выход ТС за контур цели. При этом заменяют самонаведение принудительным движением БПЛА в направлении условной ТС по прямолинейной траектории, фиксируя ось координатора цели в направлении на первоначально выбранную ТС. В это время производят попытки захвата новой ТС внутри контура цели. В случае успеха обеспечивают самонаведение БПЛА в новую ТС.При неустойчивом слежении фиксируют факт отсутствия захвата цели и принудительно восстанавливают фиксированное положение оси координатора цели. По мере уменьшения дальности до цели в каждой последующей попытке захвата сохраняют примерное постоянство линейного отклонения ТС внутри контура цели. Предлагается соответствующая приборная реализация способа.
Недостатком данного изобретения является невозможность перенацеливания в автоматическом режиме летательного аппарата, т.е. если цель будет уже уничтожена или скрыта авиационное средство поражения (АСП) будет потрачен зря, либо летательный аппарат вернется без использования АСП, так как в данном аналоге используется метод точки слежения внутри цели, что снижает боевую эффективность проведения операции.
Наиболее близким техническим решением (аналогом) к заявленному изобретению является способ наведения беспилотного летательного аппарата (патент RU 2515106, опубликован 20.02.2014) согласно данному изобретению достигается путем сопоставления в вычислителе БПЛА заранее подготовленной эталонной цифровой карты поля высот района цели и отмеченной на ней, по меньшей мере одной точки эталонного прицеливания с текущим полем высот района цели, формируемым бортовым вычислительным блоком на основе фототриангуляционной обработки двух и более разноракурсных изображений, полученных с помощью бортовой оптико-электронной системы, и создания управляющих воздействий, обеспечивающих устранение отклонений беспилотного летательного аппарата от заданной траектории.
Недостатком данного способа является, недостаточное количество исходных данных для определения необходимости перенацеливания на более приоритетную цель в автоматическом режиме, в условиях изменения сцены боя.
Предлагаемое изобретение лишено указанных недостатков, так как выбор точки прицеливания (перенацеливание на более приоритетную цель) осуществляется в автоматическом режиме, путем получения информации с оптикоэлектронной системы беспилотного летательного аппарата, преобразования полученной информации и сравнения ее с заранее подготовленной априорной информацией, включающей ситуационную, информационную и алгоритмическую базы данных, содержащих эталонную информацию о сцене и объектах, возможных ситуациях, возникающих в процессе полета, обеспечение выбора объекта поражения из заранее ранжированной номенклатуры с заданной эффективностью.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении боевой эффективности применения беспилотного летательного аппарата, как вследствие повышения точности получение в процессе полета апостериорной информации о реальной текущей ситуации во внешней среде, что позволяет в случае необходимости в автоматическом режиме производить перенацеливание беспилотного летательного аппарата и приводит к сокращению наряда для поражения цели.
Ожидаемый технический результат достигается тем что, выбор точки прицеливания в автоматическом режиме осуществляется в бортовом блоке обработки данных с помощью априорной базы данных, состоящей из ситуационной базы данных, содержащей информацию о возможных ситуациях, возникающих в процессе полета, информационной базы данных, содержащей эталонную информацию о сцене проведения боевых действий и объектах, и алгоритмической базы данных, содержащей алгоритмы обработки данных полученных от бортовой оптикоэлектронной системы и необходимых управляющих воздействиях по выбору точки прицеливания, информация поступающая с оптикоэлектронной системы беспилотного летательного аппарата поступает в бортовой блок обработки данных, где преобразуется с помощью алгоритмов обработки данных, и путем сравнения с информацией содержащейся в ситуационной и информационной базах данных, вырабатывается управляющее воздействие по выбору точки прицеливания на основе алгоритмической базы данных.
В предпочтительном варианте исполнения изобретения, осуществление способа наведения беспилотного летательного аппарата рассматривается в виде двух составляющих:
- априорной базы данных;
- бортового блока обработки данных.
В ходе наземной подготовке к полету формируется априорная база данных, содержащая:
- ситуационную базу данных, содержащую описание и характеристики выделенных объектов интереса (ОИ), приоритетное ранжирование выделенных ОИ, набор проблемных субситуаций (ПрСС);
- информационную базу данных, содержащую эталонные изображения (ЭИ) выделенных ОИ;
- алгоритмическую базу данных, содержащую бортовые алгоритмы принятия решений и управления полетом БПЛА для всех ПрСС, а также циклограммы процессов реализации указанных алгоритмов.
Формирование ситуационной базы данных включает в себя проведение ситуационного анализа условий применения БПЛА и разработки на этой основе бортовых алгоритмов обработки текущей информации, принятия решений и управления. Ситуационный анализ включает в себя:
- выбор и анализ заданной наземной сцены (определение размеров и информативности сцены, количества объектов в составе сцены и их взаимное расположение), выделение представляющих интерес областей и ОИ, ранжирование ОИ по критерию их функциональной значимости (формирование иерархии приоритетов для ОИ - ОИ1, ОИ2, … ОИN; определение геометрических размеров приоритетных ОИ и их взаимного расположения, определение «точек прицеливания» на поверхности этих объектов и возможных ракурсов подлета), выделение жизненно важных элементов приоритетных ОИ в тех случаях, когда один ОИ имеет несколько уязвимых точек;
- формирование семантической сети из N возможных типовых ситуаций на завершающем участке полета (реализация каждой типовой ситуации соответствует процессу наведения на соответствующий приоритетный объект ОИn или на один из его жизненно важных элементов), последующее формирование семантической сети из набора Мn возможных ПрСС, каждая из которых основывается на описании предполагаемого состояния наблюдаемой сцены. Для каждой n-ой ТС возможны Мn ПрСС;
- разработка набора бортовых алгоритмов формализации для всех рассматриваемых ПрСС.
Формирование информационной базы данных включает:
- синтез двухмерной (2D) ЭИ выделенных приоритетных ОИ и их жизненно важных элементов, с реализацией алгоритмов проективных преобразований, удаления невидимых линий и т.п., с использованием заданных координат точек визирования сцены, связанных с объектами, учетом ошибок ракурса и направления оптической оси бортового датчика текущего изображения (ТИ) на рубеже начала конечного наведения;
- формирование базы данных ЭИ выделенных приоритетных ОИ для всего рассмотренного набора типовых ситуаций и ПрСС, синтезирование "раскраски" этих моделей для различных спектральных диапазонов, выделение стабильных признаков в соответствии с алгоритмами бортового блока обработки данных.
В бортовом блоке обработки данных реализуются алгоритмы обработки апостериорной информации, полученной с помощью бортовой оптико-электронной системы, о текущем состоянии рассматриваемой наземной сцены и ее ОИ, отнесение этой информации к соответствующим типовым ситуациям и ПрСС априорной базы данных, алгоритмы селекции или распознавания приоритетных ОИ путем сопоставления ТИ и ЭИ априорной базы данных, принятия решения в соответствии с априорной базой данных и управления полетом БПЛА.
Изобретение осуществляется следующим образом.
Информация с оптико-электронной системы БПЛА поступает в бортовой блок обработки данных, далее с помощью алгоритмов обработки апостериорной информации, осуществляется операция реконструкции ТИ наблюдаемой сцены с целью максимально возможного устранения или компенсации, искажающих это изображение факторов и улучшения отдельных характеристик изображения. Далее осуществляются операции сегментации сформированного и прошедшего предварительную обработку изображения для выделения его геометрической структуры и оценки параметров сегментов и объектов, состоящая по меньшей мере из таких характеристик как координаты центра объекта, его размеры; значение средней яркости и т.п. для сегментов; форма, размеры, координаты прицельной точки для объектов. Далее формируется семантическая сеть, основанная на сравнении информации, полученной в бортовом блоке обработки данных с информацией, содержащейся в информационной и ситуационной базах данных, и на основе алгоритмической базы данных происходит выбор цели и вырабатывается управляющее воздействие, которое поступает из бортового блока обработки данных в вычислитель БПЛА.
Claims (1)
- Способ наведения беспилотного летательного аппарата, предусматривающий определение в вычислителе беспилотного летательного аппарата текущей оценки цифровой карты поля высот местности района цели, полученной с помощью оптикоэлектронной системы, с подготовленной заранее и введенной в вычислитель беспилотного летательного аппарата эталонной цифровой картой поля высот местности района цели, на которой задано положение, по меньшей мере, одной эталонной точки прицеливания, после чего определяют величину пространственного и углового смещения текущей оценки цифровой картой поля высот местности относительно эталонной цифровой карты поля высот местности района цели, а также точки прицеливания относительно эталонной точки прицеливания и создают управляющие воздействия для коррекции траектории беспилотного летательного аппарата и положения точки прицеливания, отличающийся тем, что выбор точки прицеливания в автоматическом режиме осуществляют в бортовом блоке обработки данных с помощью априорной базы данных, состоящей из ситуационной базы данных, содержащей информацию о возможных ситуациях, возникающих в процессе полета, информационной базы данных, содержащей эталонную информацию о сцене проведения боевых действий и объектах, и алгоритмической базы данных, содержащей алгоритмы обработки данных, полученных от бортовой оптикоэлектронной системы и необходимых управляющих воздействиях по выбору точки прицеливания, при этом информацию, поступающую с оптикоэлектронной системы беспилотного летательного аппарата, передают в бортовой блок обработки данных, где преобразуют с помощью алгоритмов обработки данных и путем сравнения с информацией, содержащейся в ситуационной и информационной базах данных, вырабатывают управляющее воздействие по выбору точки прицеливания на основе алгоритмической базы данных, которое передают в вычислитель беспилотного летательного аппарата.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018136941A RU2691902C1 (ru) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | Способ наведения беспилотного летательного аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018136941A RU2691902C1 (ru) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | Способ наведения беспилотного летательного аппарата |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2691902C1 true RU2691902C1 (ru) | 2019-06-18 |
Family
ID=66947652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018136941A RU2691902C1 (ru) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | Способ наведения беспилотного летательного аппарата |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2691902C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2751562C1 (ru) * | 2020-08-11 | 2021-07-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Беспилотный ударный комплекс |
| RU2752305C1 (ru) * | 2020-10-06 | 2021-07-26 | Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук" | Способ ситуационного терминального управления спускаемым аппаратом в атмосфере Земли на рикошетирующей траектории возвращения от Луны |
| RU2755377C2 (ru) * | 2020-03-10 | 2021-09-15 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Устройство распознавания образов |
| RU2804765C1 (ru) * | 2023-02-13 | 2023-10-05 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") | Способ доставки полезной нагрузки на воздушный объект |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2254268C1 (ru) * | 2004-04-20 | 2005-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное машиностроительное конструкторское бюро "Вымпел" им. И.И. Торопова" | Способ и устройство управления беспилотным летательным аппаратом класса "воздух - поверхность" |
| RU2515106C2 (ru) * | 2012-08-08 | 2014-05-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Мобильные Информационные Системы" | Способ наведения беспилотного летательного аппарата |
| RU2550811C1 (ru) * | 2014-04-15 | 2015-05-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Способ и устройство определения координат объектов |
| US20160047657A1 (en) * | 2013-03-25 | 2016-02-18 | Raytheon Company | Autonomous range-only terrain aided navigation |
| RU2652329C1 (ru) * | 2016-12-06 | 2018-04-25 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Система управления многофункционального робототехнического комплекса обеспечения боевых действий |
| RU2654955C2 (ru) * | 2016-11-14 | 2018-05-23 | Акционерное общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Способ повышения точности навигации летательных аппаратов по карте высот местности и система навигации, использующая способ |
-
2018
- 2018-10-19 RU RU2018136941A patent/RU2691902C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2254268C1 (ru) * | 2004-04-20 | 2005-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное машиностроительное конструкторское бюро "Вымпел" им. И.И. Торопова" | Способ и устройство управления беспилотным летательным аппаратом класса "воздух - поверхность" |
| RU2515106C2 (ru) * | 2012-08-08 | 2014-05-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Мобильные Информационные Системы" | Способ наведения беспилотного летательного аппарата |
| US20160047657A1 (en) * | 2013-03-25 | 2016-02-18 | Raytheon Company | Autonomous range-only terrain aided navigation |
| RU2550811C1 (ru) * | 2014-04-15 | 2015-05-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Способ и устройство определения координат объектов |
| RU2654955C2 (ru) * | 2016-11-14 | 2018-05-23 | Акционерное общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Способ повышения точности навигации летательных аппаратов по карте высот местности и система навигации, использующая способ |
| RU2652329C1 (ru) * | 2016-12-06 | 2018-04-25 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Система управления многофункционального робототехнического комплекса обеспечения боевых действий |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2755377C2 (ru) * | 2020-03-10 | 2021-09-15 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Устройство распознавания образов |
| RU2751562C1 (ru) * | 2020-08-11 | 2021-07-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Беспилотный ударный комплекс |
| RU2752305C1 (ru) * | 2020-10-06 | 2021-07-26 | Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук" | Способ ситуационного терминального управления спускаемым аппаратом в атмосфере Земли на рикошетирующей траектории возвращения от Луны |
| RU2804765C1 (ru) * | 2023-02-13 | 2023-10-05 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") | Способ доставки полезной нагрузки на воздушный объект |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2691902C1 (ru) | Способ наведения беспилотного летательного аппарата | |
| US11073389B2 (en) | Hover control | |
| US8996207B2 (en) | Systems and methods for autonomous landing using a three dimensional evidence grid | |
| US7676064B2 (en) | Sensor scan planner | |
| US7720577B2 (en) | Methods and systems for data link front end filters for sporadic updates | |
| US8525088B1 (en) | View-point guided weapon system and target designation method | |
| US20190327412A1 (en) | Building system and building method for panorama point cloud | |
| US10767996B2 (en) | System and methods for reducing the map search space requirements in a vision-inertial navigation system | |
| US8686326B1 (en) | Optical-flow techniques for improved terminal homing and control | |
| US20050271248A1 (en) | Vehicular target acquisition and tracking using a generalized hough transform for missile guidance | |
| US10655936B2 (en) | Coordinating multiple missile targeting via optical inter-missile communications | |
| EP0946851B1 (en) | Lock-on-after launch missile guidance system using three-dimensional scene reconstruction | |
| KR101622260B1 (ko) | 충돌시간 제어 유도 방법 및 시스템 | |
| RU2294514C1 (ru) | Прицельный комплекс боевого беспилотного летательного аппарата | |
| KR102260239B1 (ko) | 지형 추적 비행방법 | |
| KR102260240B1 (ko) | 지형 추적 비행방법 | |
| RU2515106C2 (ru) | Способ наведения беспилотного летательного аппарата | |
| Geyer et al. | Prototype sense-and-avoid system for UAVs | |
| RU2504725C2 (ru) | Способ пуска ракет для подвижных пусковых установок | |
| RU2719891C1 (ru) | Способ поражения цели управляемым боеприпасом в сложной фоноцелевой обстановке | |
| CN113176563A (zh) | 一种雷达景象匹配末制导导弹飞行弹道规划方法 | |
| KR20220123522A (ko) | 선행체 추종 접근법을 사용하는 군집 네비게이션 | |
| Brunet et al. | Stereo Vision for Unmanned Aerial VehicleDetection, Tracking, and Motion Control | |
| Waldemark et al. | Pulse-coupled neural networks for cruise missile guidance and mission planning | |
| RU2804765C1 (ru) | Способ доставки полезной нагрузки на воздушный объект |