一種用于無人直升機的輔助著艦引導顯示系統技術方案

本發明專利技術涉及一種用于無人直升機的輔助著艦引導顯示系統，它區別于傳統的無人機著艦信息顯示系統，在于：不僅包含了無人直升機的飛行狀態信息，而且包括了艦船運動狀態信息和著艦地標位置信息，這樣能夠全方位的輔助無人機地面控制站的操作人員感知無人直升機所處態勢，進而完成安全的著艦操作。此外，輔助著艦引導信息采用符號化的表達方式，使得地面站的顯示界面更加清晰、簡潔，顯示內容更加直觀、形象，人機界面友好。通過簡單變形，本發明專利技術可用于無人直升機的著陸應用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種無人直升機著艦方法，具體是一種用于無人直升機的輔助著艦引導顯示系統。
技術介紹
隨著航空工業近年來的迅速發展，無人直升機的應用越發廣泛，特別是軍事領域中的艦載無人直升機，由于其兼具了無人機與直升機的雙重優點：小巧靈活、機動性強、能夠有效降低風險和損失，因此被委以情報搜集、監視、偵查、乃至反潛打擊等任務。然而，艦載無人直升機的安全回收是一項巨大挑戰，即無人直升機在完成任務以后如何安全著艦。特別是：艦船行進間著艦、在海浪與海風的影響下著艦，顯然，依靠傳統地面控制站所顯示的機載圖像與數字式飛行參數進行著艦，無法執行精準、安全的著艦操作，甚至會造成任務延誤乃至著艦事故。因此，要進行安全、精確地著艦，就需要操作人員在著艦過程中掌握無人直升機的飛行狀態信息及艦船的運動狀態信息。而符號化的信息顯示方式能夠簡化冗余的數字，形象地展示無人直升機著艦時的運動狀態，便于操作人員進行安全操作。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種用于無人直升機的輔助著艦引導顯示系統，以便直觀、清晰的為無人機地面控制站的操作人員提供無人直升機著艦時的飛行狀態信息以及目標艦船的運動狀態信息，輔助操作人員進行安全的著艦操作，保證無人直升機的著艦安全。本專利技術的目的是這樣實現的，一種用于無人直升機的輔助著艦引導顯示系統，其特征是：至少包括：處理單元(104)、機載傳感器(101)、艦船運動解算單元(102)、著艦地標檢測單元(103)和顯示單元(105)；處理單元(104)用于獲取來自機載傳感器(101)的無人直升機飛行狀態信息；用于獲取來自艦船運動解算單元(102)的艦船運動狀態信息；用于獲取來自著艦地標檢測單元(103)的著艦地標位置信息；處理單元(104)根據以上所述的獲取信息生成輔助著艦符號集，顯示單元(105)對輔助著艦符號集進行顯示；所述的機載傳感器(101)是一個傳感器設備集，用于為無人直升機提供包括速度、加速度、高度、垂直速度、垂直加速度、航向、俯仰、滾轉、風速風向、可見光及紅外圖像信息；所述的著艦地標檢測單元(103)和艦船運動解算單元(102)用于利用可見光和紅外圖像信息，通過算法處理獲得艦船運動狀態信息和著艦地標的位置信息；顯示單元(105)是地面或艦船控制站上的一個或多個顯示器，為操作人員提供可視化的顯示。所述的飛行狀態信息包括飛機當前時刻的速度、加速度、高度、垂直速度、垂直加速度、航向、俯仰、滾轉、風速及風向信息。所述的著艦地標位置信息包括著艦地標在艦船上的位置和著艦地標的大小范圍。所述的艦船運動狀態信息包括目標艦船當前時刻的速度、航向、縱蕩、橫蕩信息。所述的輔助著艦符號集包括無人直升機飛行狀態指示符號、艦船運動狀態指示符號和著艦地標指示符號。所述的無人直升機飛行狀態指示符號包括無人直升機的飛行姿態符號、速度符號、高度符號、通告信息及風速風向符號，這些符號均為二維符號。所述的無人直升機飛行姿態符號包括航向刻度、預定航向指示符、當前航向指示符、轉向指示符、俯仰刻度、俯仰范圍指示符、滾轉刻度、滾轉符號、側滑符號和飛機指示符號；航向刻度的顯示范圍為25度，同時隨著當前航向值進行滾動；預定航向指示符用菱形符號表示，在航向刻度上方指示當前無人直升機的預定航向；所述的當前航向指示符是在航向刻度下方，以三角形指示刻度、以矩形框顯示航向讀數，顯示位數為3位，精度為1度；轉向指示符則用兩個缺少底邊的側立三角形表示，其尖角方向從當前航向指向預定航向，標識轉向趨勢，在航向刻度的左下角或右下角顯示；俯仰刻度位于顯示界面的中軸線上，顯示范圍為-20～30度(10度每刻度)；俯仰范圍指示符，由一個圓形和三條短線構成，其所在位置指示當前的俯仰值；滾轉刻度由5條短線構成(5度/刻度)，0刻度線均分刻度范圍，滾轉刻度不移動；滾轉符號為倒立三角形，在滾轉刻度上方，隨著飛機姿態左右移動，指示飛機滾轉角度；側滑符號位于滾轉刻度下方，用藍色矩形表示，其垂直平分線為黑色，用矩形的左右偏移程度表示側滑幅度；飛機指示符號與上述俯仰范圍指示符號為同一符號，但在著艦地標顯示界面，該符號僅作為飛機的參考符號。所述的速度符號包括速度刻度、速度指示符、當前速度值、加速度符號、速度標識、垂直速度刻度、垂直速度指示符、當前垂直速度值、垂直速度標識、垂直加速度刻度、垂直加速度指示符。速度刻度的顯示范圍為0～5m/s，每刻度為1m/s；速度指示符為側立菱形，緊靠速度刻度，標識當前速度讀數；當前速度值在速度指示符另一側，在矩形框內顯示兩位讀數，精度為0.1m/s；加速度則位于當前速度框的下方，以直線和斜線的不同組合形式表示正負，以短刻線表示大小，每刻度為1m/s2；速度標識位于速度刻度下方，為綠色實心圓及“GS”指示；垂直速度刻度的顯示范圍為-5～5m/s，每刻度為1m/s；垂直速度指示符與速度指示符相同；當前垂直速度值則在矩形框內顯示兩位數據，精度為0.1m/s；垂直速度標識位于垂直速度刻度下方，為“VS”；垂直加速度刻度的顯示范圍為-5～5m/s2，每刻度為1m/s2，垂直加速度指示符與垂直速度指示符相同，這里不顯示加速度數值。所述的高度符號包括高度刻度、高度指示符、當前高度值和高度標識，高度刻度的顯示范圍為0～30m，每刻度為2m，高度指示符與速度指示符相同，當前高度值則在矩形框內顯示三位讀數，精度為0.1m/s；高度標識位于高度刻度下方，為“H”。所述的通告信息及風速風向符號包括著艦應答符、著艦距離數顯項、風速等級符號、風速刻度、風向符號、風向與風速值，風力標識；著艦應答符為綠色實心圓以及“Accept”文字指示，它的開啟表示艦船允許并準備接受無人機進行著艦；著艦距離數顯項，以三位數據表示無人直升機與著艦地標的水平距離，精度為0.1m；風速等級符號由紅、橙、黃、藍四種顏色的同心圓構成，依次表示風力的強弱等級，兩等級間相差2m/s，風向符號是由同心圓的圓心發出的直線表示，其長度代表風速，風向與風速值為兩個數顯項，其單位分別為度和m/s,精度分別為1度和0.1m/s；風力標識為綠色實心圓及“WIND”文字指示。所述的艦船運動狀態指示符號包括艦船航向指示符、艦船速度指示符、艦船橫蕩指示符、艦船縱蕩指示符；艦船航向指示符是空心箭頭，其位置在無人直升機的航向刻度上方，指示艦船航向本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于無人直升機的輔助著艦引導顯示系統，其特征是：至少包括：處理單元(104)、機載傳感器(101)、艦船運動解算單元(102)、地標檢測單元(103)和顯示單元(105)；處理單元(104)用于獲取來自機載傳感器(101)的無人直升機飛行狀態信息；用于獲取來自艦船運動解算單元(102)的艦船運動狀態信息；用于獲取來自著艦地標檢測單元(103)的著艦地標位置信息；處理單元(104)根據以上所述的獲取信息生成輔助著艦符號集，顯示單元(105)對輔助著艦符號集進行顯示；所述的機載傳感器(101)是一個傳感器設備集，用于為無人直升機提供包括速度、加速度、高度、垂直速度、垂直加速度、航向、俯仰、滾轉、風速風向、可見光及紅外圖像信息；所述的著艦地標檢測單元(103)和艦船運動解算單元(102)用于利用可見光和紅外圖像信息，通過算法處理獲得艦船運動狀態信息和著艦地標的位置信息；顯示單元(105)是地面或艦船控制站上的一個或多個顯示器，為操作人員提供可視化的顯示。

【技術特征摘要】
1.一種用于無人直升機的輔助著艦引導顯示系統，其特征是：至
少包括：處理單元(104)、機載傳感器(101)、艦船運動解算單元(102)、
地標檢測單元(103)和顯示單元(105)；
處理單元(104)用于獲取來自機載傳感器(101)的無人直升機
飛行狀態信息；用于獲取來自艦船運動解算單元(102)的艦船運動狀
態信息；用于獲取來自著艦地標檢測單元(103)的著艦地標位置信息；
處理單元(104)根據以上所述的獲取信息生成輔助著艦符號集，顯示
單元(105)對輔助著艦符號集進行顯示；
所述的機載傳感器(101)是一個傳感器設備集，用于為無人直升
機提供包括速度、加速度、高度、垂直速度、垂直加速度、航向、俯
仰、滾轉、風速風向、可見光及紅外圖像信息；
所述的著艦地標檢測單元(103)和艦船運動解算單元(102)用
于利用可見光和紅外圖像信息，通過算法處理獲得艦船運動狀態信息
和著艦地標的位置信息；
顯示單元(105)是地面或艦船控制站上的一個或多個顯示器，為
操作人員提供可視化的顯示。
2.根據權利要求1所述的一種用于無人直升機的輔助著艦引導顯
示系統，其特征是：所述的飛行狀態信息包括飛機當前時刻的速度、
加速度、高度、垂直速度、垂直加速度、航向、俯仰、滾轉、風速及
風向信息。
3.根據權利要求1所述的一種用于無人直升機的輔助著艦引導顯

\t示系統，其特征是：所述的著艦地標位置信息包括著艦地標在艦船上
的位置和著艦地標的大小范圍。所述的艦船運動狀態信息包括目標艦
船當前時刻的速度、航向、縱蕩、橫蕩信息。
4.根據權利要求1所述的一種用于無人直升機的輔助著艦引導顯
示系統，其特征是：所述的輔助著艦符號集包括無人直升機飛行狀態
指示符號、艦船運動狀態指示符號和著艦地標指示符號。
5.根據權利要求4所述的一種用于無人直升機的輔助著艦引導顯
示系統，其特征是：所述的無人直升機飛行狀態指示符號包括無人直
升機的飛行姿態符號、速度符號、高度符號、通告信息及風速風向符
號，這些符號均為二維符號。
6.根據權利要求5所述的一種用于無人直升機的輔助著艦引導顯
示系統，其特征是：所述的無人直升機飛行姿態符號包括航向刻度、
預定航向指示符、當前航向指示符、轉向指示符、俯仰刻度、俯仰范
圍指示符、滾轉刻度、滾轉符號、側滑符號和飛機指示符號；航向刻
度的顯示范圍為25度，同時隨著當前航向值進行滾動；預定航向指示
符用菱形符號表示，在航向刻度上方指示當前無人直升機的預定航向；
所述的當前航向指示符是在航向刻度下方，以三角形指示刻度、以矩
形框顯示航向讀數，顯示位數為3位，精度為1度；轉向指示符則用
兩個缺少底邊的側立三角形表示，其尖角方向從當前航向指向預定航
向，標識轉向趨勢，在航向刻度的左下角或右下角顯示；俯仰刻度位
于顯示界面的中軸線上，顯示范圍為-20～30度；俯仰范圍指示符，由
一個圓形和三條短線構成，其所在位置指示當前的俯仰值；滾轉刻度

\t由5條短線構成，0刻度線均分刻度范圍，滾轉刻度不移動；滾轉符號
為倒立三角形，在滾轉刻度上方，隨著飛機姿態左右移動，指示飛機
滾轉角度；側滑符號位于滾轉刻度下方，用藍色矩形表示，其垂直平
分線為黑色，用矩形的左右偏移程度表示側滑幅度；飛機指示符號與
上述俯仰范圍指示符號為同一符號，但在著艦地標顯示界面，該符號
僅作為飛機的參考符號。
7.根據權利要求5所述的一種用于無人直升機的輔助著艦引導顯
示系統，其特征是：所述的速度符號包括速度刻度、速度指示符、當
前速度值、加速度符號、速度標識、垂...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉貴喜，張佳明，姚李陽，周杰，呂孟嬌，史琳婕，
申請(專利權)人：西安電子科技大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61