一种基于图像识别的空中受油控制方法

摘要

一种基于图像识别的空中受油控制方法,属于飞行控制技术领域，具体涉及基于图像识别的加受油控制方法。其特征在于，第一，图像经过视觉测量得到加油锥相对于受油机的位姿信息；第二，根据位姿信息进行解算，得到综合偏差信号：按照x、y、z三个通道分别进行设计；第三，根据综合偏差信号，得到控制指令信息。本发明通过图像识别技术、控制分配技术，可以大大提高空中加受油的对接成功率，减小有人机飞行员的操作负担，扩展了飞机的作战半径。

主权项

一种基于图像识别的空中受油控制方法，其特征在于：第一，图像经过视觉测量得到加油锥相对于受油机的位姿信息；第二，根据位姿信息进行解算，得到综合偏差信号：按照x、y、z三个通道分别进行设计；在x通道中要考虑加油机和受油机在x方向上的距离偏差x_e＝x_C‑x，以及速度偏差V_e＝V_L‑V_W；在紧密编队的情况下，该通道耦合进来了y与z方向上的位置信号，加油机和受油机在y、z方向上的距离误差信号为：y_e＝y_C‑y与z_e＝z_C‑z，得到该通道的综合偏差信号：e_x＝k_xxx_e+k_xVV_e+k_xyy_e+k_xzz_e在y通道中要考虑编队在y方向上的距离偏差y_e＝y_C‑y，以及加油机与受油机的航向角偏差ψ_e＝ψ_L‑ψ_W；同样由于在紧密编队的情况下，该通道耦合进来了z方向上的位置信号，z方向上的距离偏差为：z_e＝z_C‑z，得到该通道的综合偏差：e_y＝k_yyy_e+k_yψψ_e+k_yzz_e在z通道只考虑编队在z方向的距离偏差z_e＝z_C‑z，得到该通道的偏差：e_z＝k_zzz_e第三，根据综合偏差信号，得到控制指令信息：控制器利用上述的综合偏差对受油机的运动进行调节，以达到受油机跟随加油机的机动保持编队几何结构的目的，采用PI控制器，对应的控制律如下式所示：变量说明：x，y，z两机三方向上距离偏差；x_c，y_c，z_c两机三方向上距离偏差；x_e，y_e，z_e两机三方向上距离偏差；V_L加油机速度V_w受油机速度Ψ_L加油机航向Ψ_W受油机航向k_xx X通道X方向距离偏差权重系数k_xV X通道速度偏差权重系数k_xy X通道Y方向距离偏差耦合权重系数k_xz X通道Z方向距离偏差耦合权重系数k_yy Y通道Y方向距离偏差权重系数k_yΨY通道航向偏差权重系数k_yz Y通道Z方向距离偏差耦合权重系数k_zz Z通道Z方向距离偏差耦合权重系数k_xP，k_xI，k_yP，k_yI，k_zP，k_zI控制器参数 。