[发明专利]用于利用桁杆进行空中加油操作在飞桁尖端与受油器口之间形成接触的检测系统和方法

权利要求书

1.一种用于飞行中飞桁式加油系统的飞桁尖端和容器口检测系统，其特征在于以下四个元件：

·BD元件(13)，包括支撑壳体，所述支撑壳体附接到桁杆(6)的杆(3)的端部，在所述BD元件(13)的表面上具有一组光发射器元件(16)以及打开和关闭所述光发射器元件(16)并控制所述光发射器元件(16)的相关电子元件，所述光发射器元件(16)可以是LED、激光发射器或类似物；

·RD元件，包括安装在受油飞行器(27)的容器的轮廓(23)中的支撑件，并且在所述RD元件上具有一组光发射器(25)以及打开和关闭所述光发射器(25)并控制所述光发射器(25)的相关电子元件，所述光发射器(25)是LED、激光发射器或类似物；

·C元件，包括附接到运油飞行器(1)的外表面、优选在尾部椎体(11)中的箱体或壳体(14)，所述C元件具有控制前面的所述一组光发射器元件(16)的电子元件(22)，并且还具有一对3D视觉摄像机(17)，所述一对3D视觉摄像机(17)负责从所述杆的所述端部检测所述光发射器元件(16)并且从所述受油飞行器的所述容器检测所述光发射器(25)以获得每个光发射点(16)和其他感兴趣的点的中心相对于共同的坐标中心的坐标(X，Y，Z)，两个摄像机都设置有调整到所述光发射器的波长的窄带通滤波器(20)；

·处理元件(21)P，所述处理元件(21)P用于信息处理和计算。

2.根据权利要求1所述的飞桁尖端和容器口检测系统，其特征在于其3D摄像机，每个所述3D摄像机都配备有以下辅助元件的一些(或全部)：

·可控变焦镜头(19)、聚焦镜头(18)和滤光镜头；

·用于消除像差、坏点、改善图像和计算BD子系统和所述容器的LED的坐标(x，y)的电子器件。

3.根据权利要求1或2所述的飞桁尖端和容器口检测系统，其特征在于，信息处理和计算子系统P包括：传统处理器或基于人工神经网络具有并行处理能力的处理器，所述传统处理器理解为更常规的处理器，其基于具有顺序地执行的一组指令的微程序控制逻辑或者基于高速硬件，比如fpga或gpu；另外，所述子系统P包括与构成本发明的其余子系统通信的元件，或者所述子系统P包括以上全部的组合。

4.根据权利要求1、2或3所述的飞桁尖端和容器口检测系统，其特征在于，处理子系统P具有存储器，其中所述存储器容纳待加油的不同的受油飞行器的3D模型的数据库以及所述杆的3D几何信息，所述处理子系统P将其从所述摄像机获得的信息与所述3D几何信息进行比较。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的飞桁尖端和容器口检测系统，其特征在于，处理单元具有对由两个3D摄像机的同步帧获得的图像进行比较，并且识别两者中的一组点的功能。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的飞桁尖端和容器口检测系统，其特征在于，利用所述桁杆加油中的接触操作使用以下详述的附加部件来执行：

·DOE型摄像机，所述DOE型摄像机用于当光子被工作场景中的不同物体反射时检测到达所述摄像机的图像传感器的光子，其中所述DOE摄像机包括其电子元件、图像传感器、聚焦镜头和窄B2带通滤波器，所述窄B2带通滤波器被调整到由激光器L2发射的相干光的波长；

·激光器L2，其配备有其中已经刻有一定图案的DOE衍射镜头，当其通过DOE镜头时，所述图案投射到环境中；其中，所述DOE摄像机是所述3D摄像机中的一个或与所述3D摄像机中的一个相匹配。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的飞桁尖端和容器口检测系统，具有以下详述的附加部件：

-TOF型摄像机，所述TOF型摄像机包括电子元件、镜头和窄B1带通滤波器，以消除用于照亮所述场景的光之外的光；

-激光器L1，其与由所述摄像机拍摄的光同步，具有辅助元件，比如准直器和扩展所产生的光线的镜头。

8.根据前述权利要求所述的飞桁尖端和容器口检测系统，其特征在于，所述RD元件还具有光传感器(26)，所述光传感器允许所述RD元件接收来自运油器的发射，因此能够在两者之间建立双向通信通道。