一种采用视线角虚拟目标复合的飞行器光电导引着舰方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116009579A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211582163.6(22)申请日2022.12.09(71)申请人中国人民解放军海军特色医学中心地址200433上海市杨浦区翔殷路880号(72)发明人李科华刘书林朱伟戴圣龙曹文刘秋红时粉周陈始圆袁晓霞(74)专利代理机构北京达友众邦知识产权代理事务所(普通合伙)11904专利代理师宋佳伟(51)Int.Cl.G05D1/10(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图4页(54)发明名称一种采用视线角虚拟目标复合的飞行器光电导引着舰方法(57)摘要本发明提供了一种采用视线角虚拟目标复合的飞行器光电导引着舰方法，其通过地面光电设备测量飞行器与着陆点的相对距离以及角度关系，再设置以着陆点为中心的虚拟目标，使得虚拟目标随着时间推移趋近着陆点；然后解算飞行器相对虚拟目标的相关位置信息、距离信息、角度信息，并给出了一种巧妙的角度微分、距离微分的代数变换求解方法，使得微分测量误差对抑制到较小的范畴，最终通过飞行器相对虚拟目标的位置信息、角度信息、角度微分信息以及角度积分信息组成了一种结构简单实施容易且物理意义明确的虚拟目标视线角导引方式，实现了飞行器的俯仰偏航两通道光电导引着陆。CN116009579ACN116009579A权利要求书1/3页1.一种采用视线角虚拟目标复合的飞行器光电导引着舰方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S10，采用舰艇上的光电导引系统的红外热像仪测量飞行器的俯仰信号与偏航信号，采用舰艇上的光电导引系统的激光测距仪测量飞行器离着陆点的距离信息；并根据所述的飞行器离着陆点的距离信息与飞行器的俯仰信号计算飞行器垂向近似偏差信号；根据所述的飞行器离着陆点的距离信息与飞行器的方位信号计算飞行器侧向近似偏差信号如下：ya＝rsin(θ1)；za＝rsin(θ2)；其中θ1为采用光电导引系统的红外热像仪测量飞行器的俯仰信号，θ2为采用光电导引系统的红外热像仪测量飞行器的偏航信号，r为采用舰艇上的光电导引系统的激光测距仪测量飞行器离着陆点的距离信息，ya为为飞行器垂向近似偏差信号；za为飞行器侧向近似偏差信号；步骤S20，设置虚拟目标初始高度位置与目标初始侧向位置，然后设置其高度衰减时间常数与侧向衰减时间常数，按照一阶平滑滤波方式，生成虚拟目标的实时高度信息与虚拟目标的实时侧向位置信息；然后根据飞行器垂向近似偏差信号与飞行器侧向近似偏差信号，求解虚拟目标与飞行器的高度差、虚拟目标与飞行器的侧向位置差以及虚拟目标与飞行器的距离信息；并进一步求解飞行器相对虚拟目标的俯仰角与飞行器相对虚拟目标的偏航角；再通过设置滞后滤波器，分别求解飞行器的俯仰信号滞后微分信号与飞行器的偏航信号滞后微分信号如下：Δy＝ya‑yb；Δz＝za‑zb；θd1＝(θ1‑θ1a)/T1a；θd2＝(θ2‑θ2a)/T2a；2CN116009579A权利要求书2/3页其中s为传递函数的微分算子；T1、T2为一阶平滑滤波的常值时间参数；y0为目标的初始高度位置；z0为目标的初始侧向位置；yb为虚拟目标的实时高度信息，zb为虚拟目标的实时侧向位置信息；其中Δy为虚拟目标与飞行器的高度差；Δz为虚拟目标与飞行器的侧向位置差；r为虚拟目标与飞行器的距离信息；其中θ1w为飞行器相对虚拟目标的俯仰角；θ2w飞行器相对虚拟目标的偏航角；其中T1a、T2a为滞后滤波器的常值时间参数；θ1a为飞行器的俯仰信号滞后信号；θ2a为飞行器的偏航信号滞后信号；θd1为飞行器的俯仰信号滞后微分信号；θd2为飞行器的偏航信号滞后微分信号；步骤S30，根据所述的飞行器离着陆点的距离信息，设计一阶滤波微分器，求解飞行器离着陆点的距离信息的一阶微分信号；再根据所述的飞行器的俯仰信号滞后微分信号与飞行器的偏航信号滞后微分信号求解飞行器垂向近似偏差微分信号与飞行器侧向近似偏差微分信号；再根据所述的虚拟目标的实时高度信息与虚拟目标的实时侧向位置信息求解虚拟目标的实时高度微分信息与虚拟目标的实时侧向位置微分信息；再进一步求解虚拟目标与飞行器的高度差微分信息以及虚拟目标与飞行器的侧向位置差微分信息，然后进行组合得到虚拟目标与飞行器距离微分信息；最后求解飞行器相对虚拟目标的俯仰角速微分信息与飞行器相对虚拟目标的偏航角微分信息如下：rd＝(r‑ra)/Tr；yad＝rdsin(θ1)+fcos(θ1)θd1；zad＝rdsin(θ2)+rcos(θ2)θd2；ybd＝(y0‑yb)/T1；zbd＝(z0‑zb)/T2；Δyd＝yad‑ybd；Δzd＝zad‑zbd；其中ra为飞行器离着陆点的距离信息的一阶滞后信号；Tr为一阶滤波微分器的常值时间常数；rd为飞行器离