一种空中加油系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种空中加油系统。
【背景技术】
[0002]软式空中加油技术由于其更高的安全性以及更低的成本，已成为主要使用的一种空中加油技术。
[0003]在加油过程中，由于加油机尾涡流场和大气紊流等因素的影响，加油机的锥套会在产生一定程度的不规则摆动，由于受油机I的受油插头与锥套之间的相对位置测量精度需要达到10厘米级，才能保证对接成功，因此需要对受油机I和锥套之间的相对位置和姿态做出精确测量并相应地调整受油机I的飞行姿态和与加油机的相对位置。
[0004]目前被用于空中加油的导航传感器主要有全球定位系统和差分GPS导航系统。但是，由于加油机的机翼、尾翼会影响GPS卫星信号的接收，并且在电磁环境复杂的地区很容易被干扰；差分GPS导航系统的更新频率较低，且传感器设备的体积较大，在飞行过程中很容易由于气流紊乱使锥套与受油机I发生碰撞，影响受油机I的飞行，引发很多安全问题，并不适合应用在小型飞行器上。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的实施例提供一种空中加油系统，能够提高小型飞行器空中加油的安全性。
[0006]为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案:
[0007]第一方面，本实用新型的实施例提供一种空中加油系统，所述空中加油系统包括:
[0008]安装在加油机的锥套的辅助识别标志，所述辅助识别标志用于发出光学信号；
[0009]安装在受油机I的摄像机，所述摄像机用于接收所述辅助识别标志发出的光学信号，并生成图像信号；
[0010]视觉导航计算机，用于根据所述摄像机发送的图像信号生成导航结果；
[0011]综合导航计算机，用于根据所述导航结果生成导航控制数据，并向所述受油机I的飞控系统传输所述导航控制数据；
[0012]所述飞控系统，用于根据所述导航控制数据调整所述受油机I的飞行姿态，直至所述受油机I的受油插头与所述锥套对接。
[0013]本实用新型实施例提供的空中加油系统，在锥套设置辅助识别标志，并在受油机I设置用于接收所述辅助识别标志发出的光学信号的摄像机，使得受油机I能够根据摄像机的拍摄结果调整所述受油机I的飞行姿态，并完成对接。可以免于使用全球定位系统和差分GPS导航系统解析等导航传感器，提高无人机的抗干扰能力，小型飞行器空中加油的安全性；并且辅助识别标志体积小巧，直接粘附于锥套的外环平面上，可以缓减在飞行过程中很容易由于气流紊乱导致的锥套的摆动幅度，从而减小锥套与受油机I发生碰撞的可能，提高小型飞行器空中加油的安全性。
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0015]图1为本实用新型实施例提供的空中加油系统的结构示意图；
[0016]图2为本实用新型提供的辅助识别装置的具体结构示意图；
[0017]图3为本实用新型的提供的系统架构示意框图。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0019]本实用新型实施例提供一种如图1所示的空中加油系统，其中至少包括:
[0020]安装在加油机的锥套3的辅助识别标志5，所述辅助识别标志5用于发出光学信号。
[0021]安装在受油机I的摄像机，所述摄像机用于接收所述辅助识别标志5发出的光学信号，并生成图像信号。
[0022]视觉导航计算机，用于根据所述摄像机发送的图像信号生成导航结果。
[0023]综合导航计算机，用于根据所述导航结果生成导航控制数据，并向所述受油机I的飞控系统传输所述导航控制数据。
[0024]所述飞控系统，用于根据所述导航控制数据调整所述受油机I的飞行姿态，直至所述受油机I的受油插头2与所述锥套3对接，以便于加油机将油料经由软管4、锥套3和受油插头2输送给受油机I。
[0025]本实用新型实施例提供的空中加油系统，在锥套设置辅助识别标志，并在受油机I设置用于接收所述辅助识别标志发出的光学信号的摄像机，使得受油机I能够根据摄像机的拍摄结果调整所述受油机I的飞行姿态，并完成对接。可以免于使用全球定位系统和差分GPS导航系统解析等导航传感器，提高无人机的抗干扰能力，小型飞行器空中加油的安全性；并且辅助识别标志体积小巧，直接粘附于锥套的外环平面上，可以缓减在飞行过程中很容易由于气流紊乱导致的锥套的摆动幅度，从而减小锥套与受油机I发生碰撞的可能，提高小型飞行器空中加油的安全性。
[0026]在本实施例中，辅助识别标志5具体可以安装在所述锥套3的外环平面，由近红外LED阵列组成。其中，所述近红外LED阵列包括的近红外LED灯为850nm波段。
[0027]在本实施例中，近红外LED阵列中的近红外LED灯均设置到锥套3的外环平面上，近红外LED灯的供电线路沿软管4、锥套5的外表面布置，并紧贴软管4、锥套5的外表面，从而减少飞行过程中的空气阻力的影响。近红外LED灯的形状限制在锥套3的外环平面内，例如如图2所示的，近红外LED灯不超出锥套5外环平面的最外面一圈的边缘，从而减少飞行过程中的空气阻力。需要说明的是，本实用新型中的近红外LED灯的具体形状并不限定，也可以是一个环形的近红外LED灯，其环形大小与锥套5外环平面吻合。在如图2所示的优选方案中，组成所述辅助识别标志5的近红外LED阵列包括8个近红外LED灯，按顺时针均匀布置在所述锥套3外环平面上，每个近红外LED灯与相邻的近红外LED灯之间间隔45。角。
[0028]在本实施例中，所述受油机I的摄像机加装近红外滤光片。所述视觉导航计算机，用于以所述摄像机采集的近红外图像信号作为输入，经由所述视觉导航计算机的图像处理模块处理后计算出所述受油机I与所述锥套3之间的相对位姿参数，并将所述相对位姿参数作为所述导航结果向所述综合导航计算机传输。受油机I上的摄像机拍摄到锥套3的外环平面，并采集到红外LED阵列发出的红外光学信号，从而在生成的图像信号中突出显示锥套3的外环平面在图像中的位置。以便于视觉导航计算机，根据所述摄像机发送的图像信号，获取当前锥套3的外环平面与受油插头2的相对位置并生成导航结果。该导航结果用于引导受油机I逐步靠近锥套3，并对接受油插头2与锥套3。
[0029]其中，视觉导航计算机与综合导航计算机之间采用网卡接口通信，网卡接口的接口型号为RJ45 ;综合导航计算机与受油机I的传感器及飞控系统之间采用串行接口通信，串行接口的型号为RS422。
[0030]进一步的，在本实施例中，综合导航计算机除了根据视觉导航计算机的导航结果生成导航控制数据，也可以结合受油机I的卫星定位模块的定位信息和受油机I的惯性测量传感器得到的测量数据，综合生成导航控制数据，从而进一步提高导航控制的准确性。例如:受油机I上系统架构的具体实现方式可以如图3所示。
[0031]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种空中加油系统，其特征在于，所述空中加油系统包括: 安装在加油机的锥套的辅助识别标志，所述辅助识别标志用于发出光学信号； 安装在受油机I的摄像机，所述摄像机用于接收所述辅助识别标志发出的光学信号，并生成图像信号； 视觉导航计算机，用于根据所述摄像机发送的图像信号生成导航结果； 综合导航计算机，用于根据所述导航结果生成导航控制数据，并向所述受油机I的飞控系统传输所述导航控制数据； 所述飞控系统，用于根据所述导航控制数据调整所述受油机I的飞行姿态，直至所述受油机I的受油插头与所述锥套对接。2.根据权利要求1所述的空中加油系统，其特征在于，所述辅助识别标志由安装在所述锥套的外环平面的近红外LED阵列组成。3.根据权利要求2所述的空中加油系统，其特征在于，组成所述辅助识别标志的近红外LED阵列包括8个近红外LED灯，按顺时针均匀布置在所述锥套外环平面上，每个近红外LED灯与相邻的近红外LED灯之间间隔45°角； 所述近红外LED阵列包括的近红外LED灯均为850nm波段。4.根据权利要求1所述的空中加油系统，其特征在于，所述摄像机加装近红外滤光片； 所述视觉导航计算机，用于以所述摄像机采集的近红外图像信号作为输入，经由所述视觉导航计算机的图像处理模块处理后计算出所述受油机I与所述锥套之间的相对位姿参数，并将所述相对位姿参数作为所述导航结果向所述综合导航计算机传输。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的空中加油系统，其特征在于:所述视觉导航计算机与所述综合导航计算机之间采用网卡接口通信，所述网卡接口的接口型号为RJ45。6.根据权利要求1所述的空中加油系统，其特征在于:所述综合导航计算机，还用于根据所述导航结果、所述受油机I的卫星定位模块接受的定位信息和所述受油机I的惯性测量传感器得到的测量数据，生成导航控制数据。7.根据权利要求1所述的空中加油系统，其特征在于:所述综合导航计算机与所述受油机I的传感器及所述飞控系统之间采用串行接口通信，所述串行接口的型号为RS422。
【专利摘要】本实用新型公开了一种空中加油系统，涉及无人机技术领域，能够提高小型飞行器空中加油的安全性。本实用新型包括：安装在加油机的锥套的辅助识别标志，辅助识别标志用于发出光学信号；安装在受油机1的摄像机，摄像机用于接收辅助识别标志发出的光学信号，并生成图像信号；视觉导航计算机，用于根据摄像机发送的图像信号生成导航结果；综合导航计算机，用于根据导航结果生成导航控制数据，并向受油机1的飞控系统传输导航控制数据；飞控系统，用于根据导航控制数据调整受油机1的飞行姿态，直至受油机1的受油插头与锥套对接。本实用新型适用于小型无人机的空中加油。
【IPC分类】B64D39/06, B64D39/00
【公开号】CN204776046
【申请号】CN201520425214
【发明人】琚映云, 朱雨微, 周鑫, 符鹏, 翟济云, 袁锁中
【申请人】南京航空航天大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年6月18日