[发明专利]一种基于图像识别的空中受油控制方法

说明书

技术领域

本发明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。 

背景技术

自主空中受油技术是目前有人机、无人机自主化和智能化研究领域的一个热点。本项目着眼于自主空中受油控制技术的研究，但传统导航定位方法如GPS和惯性导航不能满足测量精度要求，为实现自主空中受油任务，利用机器视觉技术测量精度高、速度快的特点解决这一问题。将基于视觉导航的方法应用于自主空中受油上，它与受油机原有的导航系统组成了组合导航系统，并且随着两机距离的接近，视觉导航所占的比重逐渐增大，提供受油探头和加油锥套的相对位置和相对姿态信息，为自主空中受油任务顺利完成奠定基础。 

发明内容

本发明的目的是：本发明主要针对空中加受油任务，提供一种基于图像识别的空中受油控制方法。 

本发明的技术方案是： 

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：