專利名稱：飛行器助降系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種輔助飛行器著陸的助降系統。
背景技術：
飛機著陸過程是飛機事故的頻發過程。尤其在航母等對飛機著陸運行要求較高的場地，需要保證飛機以良好的姿態沿預定滑道準確著陸運行。然而，目前大多數著陸方式主要依靠飛行員自身的判斷，來估計著陸點和著陸方向，控制飛機的姿態。據了解，國外也僅采用在滑道旁邊設置菲涅爾鏡和大反射鏡，供飛行員觀測以便實時校正飛行姿態，顯然這些著陸方式嚴重依賴飛行員自身的技術素養，具有主觀隨機性，不利于準確控制飛機著陸； 尤其是在緊急迫降時等特殊場合，事故發生的概率較高。
發明內容
本發明提供了一種飛行器助降系統，以解決現有技術難以客觀準確地控制飛機著陸的技術問題。本發明的技術方案如下飛行器助降系統，包括拍攝視角連續可調的攝像裝置、通信控制設備和總控制臺， 所述通信控制設備建立起攝像裝置與總控制臺的數據通信和控制通信連接；在預定下滑道的中線位置設置有用以安裝所述攝像裝置的坑室，所述控制臺包括管理計算機和用以合成模擬視頻和偏移量計算的視頻處理單元，總控制臺的顯示屏上顯示有實時飛行姿態和理想飛行姿態的模擬視頻比對。上述攝像裝置包括沿光路依次設置的固定反射鏡、濾光片、旋轉掃描反射鏡、光學鏡頭和CCD攝像機，其中，除旋轉掃描反射鏡外，其他各組件均與坑室剛性固定連接；自固定反射鏡至旋轉掃描反射鏡的光路的光軸為垂直方向，自旋轉掃描反射鏡至CCD攝像機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，旋轉掃描反射鏡由工業控制計算機控制轉動。上述固定反射鏡的前端設置有起防護作用的石英觀測窗口 ；所述坑室的上方設置有防護罩，該防護罩的位于石英觀測窗口視場范圍的部分開設有槽。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。上述通信控制設備可設置于跑道旁的通信箱內，包括電源通信控制模塊、發送光端機和光纜終端盒等；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備連接。本發明采用的飛行器助降系統，可使飛行員獲取實時飛行路線與理想下滑道的情況，及時修正飛機著陸前的姿態實現飛機平穩安全的降落。可以實現在航母上較小的起落空間上引導飛機降落，也可以在民用機場跑道上安裝本系統。當飛機航電系統出現故障的情況下輔助飛機安全降落，也可用于無人機系列助降，有較大的市場和較好的應用前景。
圖1為本發明系統組成簡圖。圖2為本發明的光學系統的結構示意圖。圖3為本發明的控制系統圖。圖4為本發明攝像裝置在坑室內的結構示意圖。附圖標號說明1-石英觀測窗口 ；2-固定反射鏡；3-濾光片組件；4-旋轉掃描反射鏡組件；5-光學鏡頭；6-CCD;7-防護罩。
具體實施例方式飛行器助降系統由攝像裝置、通信控制設備、監視記錄設備(總控制臺)組成。系統各主要設備之間通過光端機進行數據傳輸，而飛行器助降系統與外部系統之間的數據傳輸則通過外部網絡。攝像裝置包括防護罩、固定反射鏡、濾光片組件、旋轉掃描反射鏡組件、光學鏡頭和CXD攝像機，除掃描反射鏡外，其他組件與地面剛性連接保持位置不動，以承受飛機下落時對設備大約等效60T靜壓力的沖擊。如圖4所示；旋轉掃描反射鏡用以調整光軸指向，使不同機型和不同飛行高度的飛行器進入觀測視場，從而引導飛行器著陸。攝像裝置和用以驅動旋轉掃描反射鏡轉動的驅動裝置安裝在降落跑道中線地面下的坑室內。通信控制設備主要包括發送光端機、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送光端機安裝于跑道旁的通信箱內，該發送光端機用來發送視頻數據到總控制臺以及傳送雙向RS422數據(圖像信息數據和控制信號)，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。坑室的上方設置有防護罩，該防護罩的位于石英觀測窗口視場范圍的部分開設有槽。坑室提供安裝助降系統的連接基座，將整個攝像裝置安裝在坑室內，電源線及通訊光纖從地下弓I入坑室內與攝像裝置連接。監控記錄設備則安裝在總控制臺預設的機柜內，主要由智能視頻處理單元、管理計算機、網絡視頻服務終端、接收光端機等組成。接收光端機與發送光端機配對；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；管理計算機由工控機和RS422串口卡組成；網絡視頻服務終端通過采集壓縮板卡實現視頻壓縮、存儲，組播功能。當飛行器進入視場后攝像裝置工作，提供飛機近著陸過程圖像，可以根據要求控制旋轉掃描反射鏡轉動，改變光軸與地平面的夾角。圖像實時接入指揮大廳后，可以實時傳輸給飛行員，來修正飛機著陸姿態。在總控制臺的顯示屏上，標識有理想下滑道的位置；根據視頻圖像識別飛機偏離理想下滑道的偏移量。應用本發明，可以達到的系統指標如下1)監視距離5km(大氣能見度不低于8km)；2)監視視場水平視場7° ；垂直視場5° ；
3)攝像機清晰度彡450電視線(水平)；4)視頻壓縮格式MPEG_4 ；5)圖像分辨率720X576 ；6)數據存儲總容量500GB ；7)視頻信號制式PAL制全電視信號；8)顯示速率25巾貞/秒；9)目標測角精度視場。應用本發明的助降系統，可實現對飛行器在航母甲板上及陸地上跑道上安全著陸并監視、記錄飛機沿下滑道的近著陸過程；采用光學成像監視的方法，通過信息處理生成代表飛機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對準下滑道的情況， 指揮引導飛行員調整飛機著陸前的飛行姿態，還可以對飛機的近著陸視頻信息進行記錄并可以回放。
權利要求
1.飛行器助降系統，包括拍攝視角連續可調的攝像裝置、通信控制設備和總控制臺，所述通信控制設備建立起攝像裝置與總控制臺的數據通信和控制通信連接；在預定下滑道的中線位置設置有用以安裝所述攝像裝置的坑室，所述控制臺包括管理計算機和用以合成模擬視頻和偏移量計算的視頻處理單元，總控制臺的顯示屏上顯示有實時飛行姿態和理想飛行姿態的模擬視頻比對。
2.根據權利要求1所述的飛行器助降系統，其特征在于所述攝像裝置包括沿光路依次設置的固定反射鏡、濾光片、旋轉掃描反射鏡、光學鏡頭和CCD攝像機，其中，除旋轉掃描反射鏡外，其他各組件均與坑室剛性固定連接；自固定反射鏡至旋轉掃描反射鏡的光路的光軸為垂直方向，自旋轉掃描反射鏡至CCD攝像機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，旋轉掃描反射鏡由工業控制計算機控制轉動。
3.根據權利要求2所述的飛行器助降系統，其特征在于所述固定反射鏡的前端設置有起防護作用的石英觀測窗口 ；所述坑室的上方設置有防護罩，該防護罩的位于石英觀測窗口視場范圍的部分開設有槽。
4.根據權利要求2所述的飛行器助降系統，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.根據權利要求1至4任一所述的飛行器助降系統，其特征在于所述通信控制設備設置于跑道旁的通信箱內，包括電源通信控制模塊、發送光端機和光纜終端盒；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備連接。
全文摘要
本發明提供了一種飛行器助降系統，以解決現有技術難以客觀準確地控制飛機著陸的技術問題。該飛行器助降系統，包括拍攝視角連續可調的攝像裝置、通信控制設備和總控制臺，所述通信控制設備建立起攝像裝置與總控制臺的數據通信和控制通信連接；在預定下滑道的中線位置設置有用以安裝所述攝像裝置的坑室，所述控制臺包括管理計算機和用以合成模擬視頻和偏移量計算的視頻處理單元。本發明采用的飛行器助降系統，可使飛行員獲取實時飛行路線與理想下滑道的情況，及時修正飛機著陸前的姿態實現飛機平穩安全的降落。
文檔編號H04N7/18GK102501982SQ201110392820
公開日2012年6月20日 申請日期2011年12月1日 優先權日2011年12月1日
發明者唐利孬, 張建, 曹劍中, 楊洪濤, 武力, 范哲源, 閆阿奇 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所