專利名稱：飛行器助降系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種輔助飛行器著陸的助降系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
飛機(jī)著陸過程是飛機(jī)事故的頻發(fā)過程。尤其在航母等對(duì)飛機(jī)著陸運(yùn)行要求較高的場地，需要保證飛機(jī)以良好的姿態(tài)沿預(yù)定滑道準(zhǔn)確著陸運(yùn)行。然而，目前大多數(shù)著陸方式主要依靠飛行員自身的判斷，來估計(jì)著陸點(diǎn)和著陸方向，控制飛機(jī)的姿態(tài)。據(jù)了解，國外也僅采用在滑道旁邊設(shè)置菲涅爾鏡和大反射鏡，供飛行員觀測以便實(shí)時(shí)校正飛行姿態(tài)，顯然這些著陸方式嚴(yán)重依賴飛行員自身的技術(shù)素養(yǎng)，具有主觀隨機(jī)性，不利于準(zhǔn)確控制飛機(jī)著陸；尤其是在緊急迫降時(shí)等特殊場合，事故發(fā)生的概率較高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種飛行器助降系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)難以客觀準(zhǔn)確地控制飛機(jī)著陸的技術(shù)問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下飛行器助降系統(tǒng)，包括拍攝視角連續(xù)可調(diào)的攝像裝置、通信控制設(shè)備和總控制臺(tái)，所述通信控制設(shè)備建立起攝像裝置與總控制臺(tái)的數(shù)據(jù)通信和控制通信連接；在預(yù)定下滑道的中線位置設(shè)置有用以安裝所述攝像裝置的坑室，所述控制臺(tái)包括管理計(jì)算機(jī)和用以合成模擬視頻和偏移量計(jì)算的視頻處理單元。根據(jù)模擬視頻和計(jì)算出的偏移量，總控制臺(tái)的顯示屏上可以顯示出實(shí)時(shí)飛行姿態(tài)和理想飛行姿態(tài)的模擬視頻比對(duì)。上述攝像裝置包括沿光路依次設(shè)置的固定反射鏡、濾光片、旋轉(zhuǎn)掃描反射鏡、光學(xué)鏡頭和CCD攝像機(jī)，其中，除旋轉(zhuǎn)掃描反射鏡外，其他各組件均與坑室剛性固定連接；自固定反射鏡至旋轉(zhuǎn)掃描反射鏡的光路的光軸為垂直方向，自旋轉(zhuǎn)掃描反射鏡至CCD攝像機(jī)的光路的光軸為水平方向；固定反射鏡的上端高出地面不超過20mm，旋轉(zhuǎn)掃描反射鏡由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng)。上述固定反射鏡的前端設(shè)置有起防護(hù)作用的石英觀測窗口 ；所述坑室的上方設(shè)置有防護(hù)罩，該防護(hù)罩的位于石英觀測窗口視場范圍的部分開設(shè)有槽。上述固定反射鏡和石英觀測窗口的上端高出地面18_22mm為佳。上述通信控制設(shè)備可設(shè)置于跑道旁的通信箱內(nèi)，包括電源通信控制模塊、發(fā)送光端機(jī)和光纜終端盒等；攝像裝置的電源線及通訊光纖從地下引出坑室與所述通信控制設(shè)備連接。本實(shí)用新型采用的飛行器助降系統(tǒng)，可使飛行員獲取實(shí)時(shí)飛行路線與理想下滑道的情況，及時(shí)修正飛機(jī)著陸前的姿態(tài)實(shí)現(xiàn)飛機(jī)平穩(wěn)安全的降落?？梢詫?shí)現(xiàn)在航母上較小的起落空間上引導(dǎo)飛機(jī)降落，也可以在民用機(jī)場跑道上安裝本系統(tǒng)。當(dāng)飛機(jī)航電系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下輔助飛機(jī)安全降落，也可用于無人機(jī)系列助降，有較大的市場和較好的應(yīng)用前
旦
-5^ O
圖I為本實(shí)用新型系統(tǒng)組成簡圖。圖2為本實(shí)用新型的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)圖。圖4為本實(shí)用新型攝像裝置在坑室內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)號(hào)說明I-石英觀測窗口 ；2-固定反射鏡；3_濾光片組件；4_旋轉(zhuǎn)掃描反射鏡組件；5_光學(xué)鏡頭；6_CCD ;7-防護(hù)罩。
具體實(shí)施方式
飛行器助降系統(tǒng)由攝像裝置、通信控制設(shè)備、監(jiān)視記錄設(shè)備(總控制臺(tái))組成。系統(tǒng)各主要設(shè)備之間通過光端機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而飛行器助降系統(tǒng)與外部系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸則通過外部網(wǎng)絡(luò)。攝像裝置包括防護(hù)罩、固定反射鏡、濾光片組件、旋轉(zhuǎn)掃描反射鏡組件、光學(xué)鏡頭和CXD攝像機(jī)，除掃描反射鏡外，其他組件與地面剛性連接保持位置不動(dòng)，以承受飛機(jī)下落時(shí)對(duì)設(shè)備大約等效60T靜壓力的沖擊。如圖4所示；旋轉(zhuǎn)掃描反射鏡用以調(diào)整光軸指向，使不同機(jī)型和不同飛行高度的飛行器進(jìn)入觀測視場，從而引導(dǎo)飛行器著陸。攝像裝置和用以驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)掃描反射鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置安裝在降落跑道中線地面下的坑室內(nèi)。通信控制設(shè)備主要包括發(fā)送光端機(jī)、電源通信控制模塊和光纜終端盒等，電源通信控制模塊和發(fā)送光端機(jī)安裝于跑道旁的通信箱內(nèi)，該發(fā)送光端機(jī)用來發(fā)送視頻數(shù)據(jù)到總控制臺(tái)以及傳送雙向RS422數(shù)據(jù)(圖像信息數(shù)據(jù)和控制信號(hào))，光纜終端盒為光纖通信組件。石英觀測窗口高于地面不超過18-20mm，既保證了助除系統(tǒng)可以安裝在下滑道上不影響飛行器起降，也取得了較佳的觀測視場?？邮业纳戏皆O(shè)置有防護(hù)罩，該防護(hù)罩的位于石英觀測窗口視場范圍的部分開設(shè)有槽。坑室提供安裝助降系統(tǒng)的連接基座，將整個(gè)攝像裝置安裝在坑室內(nèi)，電源線及通訊光纖從地下弓I入坑室內(nèi)與攝像裝置連接。監(jiān)控記錄設(shè)備則安裝在總控制臺(tái)預(yù)設(shè)的機(jī)柜內(nèi)，主要由智能視頻處理單元、管理計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)終端、接收光端機(jī)等組成。接收光端機(jī)與發(fā)送光端機(jī)配對(duì)；智能視頻處理單元主要由處理器芯片和采集處理板卡組成；管理計(jì)算機(jī)由工控機(jī)和RS422串口卡組成；網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)終端通過采集壓縮板卡實(shí)現(xiàn)視頻壓縮、存儲(chǔ)，組播功能。當(dāng)飛行器進(jìn)入視場后攝像裝置工作，提供飛機(jī)近著陸過程圖像，可以根據(jù)要求控制旋轉(zhuǎn)掃描反射鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，改變光軸與地平面的夾角。圖像實(shí)時(shí)接入指揮大廳后，可以實(shí)時(shí)傳輸給飛行員，來修正飛機(jī)著陸姿態(tài)。在總控制臺(tái)的顯示屏上，標(biāo)識(shí)有理想下滑道的位置；根據(jù)視頻圖像識(shí)別飛機(jī)偏離理想下滑道的偏移量。應(yīng)用本實(shí)用新型，可以達(dá)到的系統(tǒng)指標(biāo)如下I)監(jiān)視距離5km(大氣能見度不低于8km)；2)監(jiān)視視場水平視場7° ；、[0027]垂直視場5。；3)攝像機(jī)清晰度S 450電視線(水平)；4)視頻壓縮格式MPEG_4 ；5)圖像分辨率720X576 ;6)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)總?cè)萘?00GB ；7)視頻信號(hào)制式PAL制全電視信號(hào)；8)顯示速率25幀/秒； 9)目標(biāo)測角精度S 1%視場。應(yīng)用本實(shí)用新型助降系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行器在航母甲板上及陸地上跑道上安全著陸并監(jiān)視、記錄飛機(jī)沿下滑道的近著陸過程；采用光學(xué)成像監(jiān)視的方法，通過信息處理生成代表飛機(jī)理想下滑道的十字線并在圖像上顯示；以直觀的圖像顯示飛機(jī)對(duì)準(zhǔn)下滑道的情況，指揮引導(dǎo)飛行員調(diào)整飛機(jī)著陸前的飛行姿態(tài)，還可以對(duì)飛機(jī)的近著陸視頻信息進(jìn)行記錄并可以回放。
權(quán)利要求1.飛行器助降系統(tǒng)，包括拍攝視角連續(xù)可調(diào)的攝像裝置、通信控制設(shè)備和總控制臺(tái)，所述通信控制設(shè)備建立起攝像裝置與總控制臺(tái)的數(shù)據(jù)通信和控制通信連接；在預(yù)定下滑道的中線位置設(shè)置有用以安裝所述攝像裝置的坑室，所述控制臺(tái)包括管理計(jì)算機(jī)和用以合成模擬視頻和偏移量計(jì)算的視頻處理單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的飛行器助降系統(tǒng)，其特征在于所述攝像裝置包括沿光路依次設(shè)置的固定反射鏡、濾光片、旋轉(zhuǎn)掃描反射鏡、光學(xué)鏡頭和CCD攝像機(jī)，其中，除旋轉(zhuǎn)掃描反射鏡外，其他各組件均與坑室剛性固定連接；自固定反射鏡至旋轉(zhuǎn)掃描反射鏡的光路的光軸為垂直方向，自旋轉(zhuǎn)掃描反射鏡至CCD攝像機(jī)的光路的光軸為水平方向；固定反射鏡的上端高出地面不超過20mm，旋轉(zhuǎn)掃描反射鏡由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的飛行器助降系統(tǒng)，其特征在于所述固定反射鏡的前端設(shè)置有起防護(hù)作用的石英觀測窗口 ；所述坑室的上方設(shè)置有防護(hù)罩，該防護(hù)罩的位于石英觀測窗口視場范圍的部分開設(shè)有槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的飛行器助降系統(tǒng)，其特征在于所述固定反射鏡和石英觀測窗口的上端高出地面18-22mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一所述的飛行器助降系統(tǒng)，其特征在于所述通信控制設(shè)備設(shè)置于跑道旁的通信箱內(nèi)，包括電源通信控制模塊、發(fā)送光端機(jī)和光纜終端盒；攝像裝置的電源線及通訊光纖從地下引出坑室與所述通信控制設(shè)備連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種飛行器助降系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)難以客觀準(zhǔn)確地控制飛機(jī)著陸的技術(shù)問題。該飛行器助降系統(tǒng)，包括拍攝視角連續(xù)可調(diào)的攝像裝置、通信控制設(shè)備和總控制臺(tái)，所述通信控制設(shè)備建立起攝像裝置與總控制臺(tái)的數(shù)據(jù)通信和控制通信連接；在預(yù)定下滑道的中線位置設(shè)置有用以安裝所述攝像裝置的坑室，所述控制臺(tái)包括管理計(jì)算機(jī)和用以合成模擬視頻和偏移量計(jì)算的視頻處理單元。本實(shí)用新型采用的飛行器助降系統(tǒng)，可使飛行員獲取實(shí)時(shí)飛行路線與理想下滑道的情況，及時(shí)修正飛機(jī)著陸前的姿態(tài)實(shí)現(xiàn)飛機(jī)平穩(wěn)安全的降落。
文檔編號(hào)B64D45/08GK202414171SQ20112049350
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者唐利孬, 張建, 曹劍中, 楊洪濤, 武力, 范哲源, 閆阿奇 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所