一种基于双目视觉测距的直升机防碰撞系统的制作方法

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于双目视觉测距的直升机防碰撞系统。

背景技术：

目前，碰撞已经成为直升机事故的主要原因之一。随着我国旋翼飞行器的蓬勃发展，以及政策上即将开放低空空域，直升机飞行的低空空域愈发繁忙，防止直升机遭遇民间放飞的小型飞行器的碰撞的重要性日益凸显。

目前的防碰撞手段主要是两种，一种是基于航管应答的空中交通告警与防碰撞系统(tcas)，只针对安装有s模式应答机的飞行器有效，而民间小型飞行器，特别是无人飞行器，很少装备该设备，使得这种方式不能有效应对；另一外是机载防碰撞雷达，利用超声波检测覆盖范围内的障碍物，其弊端在于往往安装在机头位置，对由机体后方逼近的危险飞行器的检测不够敏锐，且受到地面杂波等的影响，对低慢小飞行器的探测效果有限。

技术实现要素：

本发明的目的是提供了一种基于双目视觉测距的直升机防碰撞系统，以解决目前直升机防碰撞系统存在的至少一个的问题。

本发明的技术方案是：

一种基于双目视觉测距的直升机防碰撞系统，包括：

两个双目摄像头，分别安装在机体前方和后方，用于实时采集机体前后方区域图像并传输；

处理机，配置成具有双目测距、跟踪和防碰撞告警功能，用于对所述两个双目摄像头采集的前后方区域图像进行处理；

座舱显示控制系统，对经所述处理机处理后的图像信息进行显示，并对入侵直升机危险范围的飞行器突出显示。

可选的，所述处理机还用于另外送出一路告警信号到座舱显示控制系统，用于对入侵直升机危险范围的飞行器进行告警，直至驾驶员响应后告警解除。

可选的，所述处理机配置成：

在安全距离内若存在飞行器，则向座舱显示控制系统发送告警信号；

对安全距离以外但在摄像头视野内的飞行器飞行动向进行计算，对靠近直升机的目标向座舱显示控制系统发送告警信号。

可选的，所述前置双目摄像头水平放置于机头下部，所述后置双目摄像头安装在尾梁尾端航行灯的位置。

发明效果：

本发明的基于双目视觉测距的直升机防碰撞系统，能够对从机体各方向逼近的飞行器进行实时监测、跟踪，并对有可能撞向直升机的飞行物进行告警提示，在传统的防碰撞体系基础上进一步提升直升机低空飞行安全性。

附图说明

图1是基于双目视觉测距的防碰撞系统组成与交联关系图；

图2是基于双目视觉测距的防碰撞系统在直升机上安装位置示意图；

图3是目标识别与告警算法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面结合附图1至图3对本发明基于双目视觉测距的直升机防碰撞系统做进一步详细说明。

本发明的基于双目视觉测距的直升机防碰撞系统，区别于以往的防碰撞系统，其防撞原理是基于双目视觉的障碍物距离测量技术，并可以对持续出现在镜头内的飞行物的轨迹进行预测和告警。

本发明的基于双目视觉测距的直升机防碰撞系统中，系统组成和交联关系如下：

如图1所示，本系统由两个双目摄像头1和一个处理机2(内嵌一套双目测距、跟踪和防碰撞告警软件)组成。本系统通过航电总线(rs422或arinc429、视频信号线)与座舱显示控制系统3交联，向驾驶员发送实时视频及告警信号。

本发明的基于双目视觉测距的直升机防碰撞系统中，系统在直升机安装位置如下：

如图2所示，考虑到直升机有前飞和倒飞等运动学特性，两个双目摄像头1分别安装在机体前方和后方。前置摄像头安装环境较好，可以水平放置于机头下部；考虑到直升机机体的遮蔽和对尾旋翼的保护，后置摄像头安装在尾梁尾端航行灯的位置。

本发明的基于双目视觉测距的直升机防碰撞系统中，视觉处理与告警算法如下：

由两个双目摄像头1采集的图像，经处理机2处理后的图像信息送入到座舱显示控制系统3处理，由综显系统的显示器显示，并对入侵直升机危险范围的飞行器突出显示；防碰撞系统处理机2另外送出一路告警信号到综显系统，用于对入侵直升机危险范围的飞行器进行告警，直至驾驶员响应后告警解除。

本发明的基于双目视觉测距的直升机防碰撞系统中实现的流程如下：

s0、驾驶员开机启动防碰撞系统，系统进行初始化，启动双目摄像头1并建立总线通信；

s1、两个双目摄像头1实时采集机体前后方区域图像并传输到处理机2；

s2、处理机2利用双目测距算法识别目标队列，并分别计算其与机体距离；

s3、在安全距离内若存在飞行器，则向座舱显示控制系统3发送告警信号；

s4、对安全距离以外但在摄像头视野内的飞行器飞行动向进行计算，对靠近直升机的目标向座舱显示控制系统3发送告警信号。

本发明的基于双目视觉测距的直升机防碰撞系统，能够对从机体各方向逼近的飞行器(特别是以四旋翼无人机为代表的“低慢小”飞行器)进行实时监测、跟踪，并对有可能撞向直升机的飞行物进行告警提示，在传统的防碰撞体系基础上进一步提升直升机低空飞行安全性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：

技术总结
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于双目视觉测距的直升机防碰撞系统，包括：两个双目摄像头，分别安装在机体前方和后方，用于实时采集机体前后方区域图像并传输；处理机，配置成具有双目测距、跟踪和防碰撞告警功能，用于对所述两个双目摄像头采集的前后方区域图像进行处理；座舱显示控制系统，对经所述处理机处理后的图像信息进行显示，并对入侵直升机危险范围的飞行器突出显示。本发明的基于双目视觉测距的直升机防碰撞系统，能够对从机体各方向逼近的飞行器进行实时监测、跟踪，并对有可能撞向直升机的飞行物进行告警提示，在传统的防碰撞体系基础上进一步提升直升机低空飞行安全性。

技术研发人员：王秋云;朱静;晋野
受保护的技术使用者：中国直升机设计研究所
技术研发日：2017.12.03
技术公布日：2018.05.22