中国人民解放军海军特色医学中心李科华获国家专利权
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龙图腾网获悉中国人民解放军海军特色医学中心申请的专利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获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116009579B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211582163.6,技术领域涉及:G05D1/49;该发明授权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是由李科华;刘书林;朱伟;戴圣龙;曹文;刘秋红;时粉周;陈始圆;袁晓霞设计研发完成,并于2022-12-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本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在说明书摘要公布了: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。
本发明授权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在权利要求书中公布了: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=rsinθ1; za=rsinθ2; 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-θ1aT1a; θd2=θ2-θ2aT2a; 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;rw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-raTr; yad=rdsinθ1+rcosθ1θd1; zad=rdsinθ2+rcosθ2θd2; ybd=y0-ybT1; zbd=z0-zbT2; 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为飞行器离着陆点的距离信息的一阶微分信号;yad为飞行器垂向近似偏差微分信号;zad为飞行器侧向近似偏差微分信号;ybd为虚拟目标的实时高度微分信息,zbd虚拟目标的实时侧向位置微分信息;Δyd为虚拟目标与飞行器的高度差微分信息,Δzd为虚拟目标与飞行器的侧向位置差微分信息,rwd为虚拟目标与飞行器距离微分信息;θd1w为飞行器相对虚拟目标的俯仰角微分信息,θd2w为飞行器相对虚拟目标的偏航角微分信息; 步骤S40,根据所述的飞行器相对虚拟目标的俯仰角、飞行器相对虚拟目标的偏航角分别进行非线性积分得到飞行器相对虚拟目标的俯仰角积分信号、飞行器相对虚拟目标的偏航角积分信号;再叠加所述的飞行器相对虚拟目标的俯仰角微分信息、飞行器相对虚拟目标的偏航角微分信息、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、虚拟目标与飞行器的高度差微分信息、虚拟目标与飞行器的侧向位置差微分信息、飞行器相对虚拟目标的俯仰角、飞行器相对虚拟目标的偏航角进行组合叠加,分别生成飞行器俯仰通道姿态期望指令与飞行器偏航通道姿态期望指令,输送给飞行器姿态稳定跟踪系统完成俯仰偏航通道的光电导引着陆如下: u1=k1Δy+k2θ1w+k3Δyd+k4θd1w+k5s1; u2=d1Δz+d2θ2w+d3Δzd+d4θd2w+d5s2; 其中s1为飞行器相对虚拟目标的俯仰角积分信号,s2为飞行器相对虚拟目标的偏航角积分信号,k1、k2、k3、k4、k5、d1、d2、d3、d4、d5、l1、l2、ε0为常值控制参数,u1为飞行器俯仰通道姿态期望指令,u2为飞行器偏航通道姿态期望指令。
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