加油设备与受油机自动对接的控制方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及空中加油技术领域，具体而言，涉及一种加油设备与受油机自动对接 的控制方法及装置。
【背景技术】
[0002] 空中加油能够提高战机作战效能，是增强战斗力的倍增器。空中加油主要有软式 加油和硬式加油两种方式，与软式加油相比，硬式加油因为加油流量大、受油机操作负担 轻、受油机受油设备简单等特点而具有明显的优势，是空中加油技术的发展方向。硬式加 油过程为：当加油机和受油机进入加油状态后，加油机上的加油员放下伸缩管，通过控制小 翼的偏转，改变小翼的气动力，控制伸缩管的俯仰和滚转运动；通过控制系统控制伸缩管的 伸缩，使伸缩管端部的加油接头插入受油机背部的受油座，完成对接后，伸缩管作为燃油通 道进行空中加油。
[0003] 目前世界上仅美国对硬式空中加油这项先进技术有成功的工程应用，KC-135和 KC-10为其空军著名的硬式加油机，但关于其控制系统设计尚无资料查询。我国仅有软式加 油，且未形成广泛的军事应用，硬式加油还处于探索研究阶段。
[0004] 硬式空中加油技术是高精度操纵技术，在对接过程中对加油员的操纵要求较高， 工作负担繁重，且由于加油员视野范围有限，一旦出现加油员操作幅度过大，或在对接过程 中不正确的操纵时，极有可能对受油机造成致命的伤害，不能完成加油任务的同时还影响 飞行安全。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种加油设备与受油机自动对接的控制方法及装置，以至少解决现 有技术中加油设备无法自动为受油机加油的问题。
[0006] 根据本发明的一个方面，提供了一种加油设备与受油机自动对接的控制方法，该 方法包括：确定所述受油机的受油座的第一空间位置；确定所述加油设备的伸缩管装置的 第二空间位置；比较所述第一空间位置和所述第二空间位置，根据比较结果控制所述伸缩 管装置对接到所述受油座。
[0007] 优选地，确定所述受油机的所述受油座的所述第一空间位置包括：通过至少一个 摄像头获取所述受油座的至少两个标识位，其中，所述至少两个标识位是按照预定的规则 预先设置在所述受油座附近的预定区域内；根据所述至少两个标识位确定所述第一空间位 置。
[0008] 优选地，根据所述至少两个标识位确定所述第一空间位置包括：获取所述至少一 个摄像头的摄像头自身参数，其中，所述摄像头自身参数包括：焦距，摄像头的空间安装位 置；获取所述至少两个标识位分别通过所述至少一个摄像头形成的标识位成像参数，并根 据标识位成像参数确定所述受油座的成像参数；根据所述摄像头自身参数和所述成像参数 确定所述第一空间位置，其中，所述第一空间位置是所述受油座在第一坐标系中的坐标位 置，所述第一坐标系是以所述伸缩管装置的万向节为原点，X轴沿伸缩管轴线方向指向受油 座，Z轴在伸缩管对称面内垂直于X轴指向下方，Y轴根据右手定则确定。
[0009] 优选地，比较所述第一空间位置和所述第二空间位置，根据比较结果控制所述伸 缩管装置对接到所述受油座包括：根据所述第一空间位置获取所述受油座的俯仰角和所述 受油座滚转角；从所述伸缩管装置的传感器获取所述伸缩管的俯仰角和所述伸缩管滚转 角，其中，所述第二空间位置包括所述伸缩管的俯仰角和所述伸缩管滚转角；根据所述受油 座的俯仰角和所述伸缩管的俯仰角之差确定所述伸缩管上的升降舵控制指令，所述受油座 滚转角和所述伸缩管滚转角之差确定所述方向舵控制指令，并根据所述伸缩管上升降舵控 制指令和/或所述方向舵控制指令控制所述伸缩管装置对准所述受油座；在检测到所述伸 缩管装置对准所述受油座的情况下，控制所述伸缩管自动伸缩，使所述伸缩管的加油头插 入到所述受油座。
[0010] 优选地，在检测到所述伸缩管装置对准所述受油座的情况下，控制所述伸缩管自 动伸缩，使所述伸缩管的加油头插入到所述受油座包括：在检测到所述受油座的俯仰角和 所述伸缩管的俯仰角之差小于俯仰角阈值，所述受油座滚转角和所述伸缩管滚转角之差小 于滚转角阈值，且所述受油座距离所述万向节的距离在所述伸缩管内管伸出可达范围内 时，控制所述伸缩管自动伸缩，使所述伸缩管的加油头插入到所述受油座。
[0011] 根据本发明的另一方面，提供了一种加油设备与受油机自动对接的控制装置，包 括：第一确定模块，用于确定所述受油机的受油座的第一空间位置；第二确定模块，用于确 定所述加油设备的伸缩管装置的第二空间位置；控制模块，用于比较所述第一空间位置和 所述第二空间位置，根据比较结果控制所述伸缩管装置对接到所述受油座。
[0012] 优选地，所述第一确定模块还包括：获取单元，用于通过至少一个摄像头获取所述 受油座的至少两个标识位，其中，所述至少两个标识位是按照预定的规则预先设置在所述 受油座附近的预定区域内；第一确定单元，根据所述至少两个标识位确定所述第一空间位 置。
[0013] 优选地，所述第一确定单元还用于：获取所述至少一个摄像头的摄像头自身参数， 其中，所述摄像头自身参数包括：焦距，摄像头的空间安装位置；获取所述至少两个标识位 分别通过所述至少一个摄像头形成的标识位成像参数，并根据标识位成像参数确定所述受 油座的成像参数；根据所述摄像头自身参数和所述成像参数确定所述第一空间位置，其中， 所述第一空间位置是所述受油座在第一坐标系中的坐标位置，所述第一坐标系是以所述伸 缩管装置的万向节为原点，X轴沿伸缩管轴线方向指向受油座，Z轴在伸缩管对称面内垂直 于X轴指向下方，Y轴根据右手定则确定。
[0014] 优选地，所述控制模块还包括：第一角获取单元，用于根据所述第一空间位置获取 所述受油座的俯仰角和所述受油座滚转角；第二角获取单元，用于从所述伸缩管装置的传 感器获取所述伸缩管的俯仰角和所述伸缩管滚转角，其中，所述第二空间位置包括所述伸 缩管的俯仰角和所述伸缩管滚转角；对准控制单元，用于根据所述受油座的俯仰角和所述 伸缩管的俯仰角之差确定所述伸缩管上的升降舵控制指令，所述受油座滚转角和所述伸缩 管滚转角之差确定所述方向舵控制指令，并根据所述伸缩管上升降舵控制指令和/或所述 方向舵控制指令控制所述伸缩管装置对准所述受油座；伸缩控制单元，用于在检测到所述 伸缩管装置对准所述受油座的情况下，控制所述伸缩管自动伸缩，使所述伸缩管的加油头 插入到所述受油座。
[0015] 优选地，所述伸缩控制单元还用于：在检测到所述受油座的俯仰角和所述伸缩管 的俯仰角之差小于俯仰角阈值，所述受油座滚转角和所述伸缩管滚转角之差小于滚转角阈 值，且所述受油座距离所述万向节的距离在所述伸缩管内管伸出可达范围内时，控制所述 伸缩管自动伸缩，使所述伸缩管的加油头插入到所述受油座。
[0016] 通过本发明，采用以下技术方案，确定所述受油机的受油座的第一空间位置；确定 所述加油设备的伸缩管装置的第二空间位置；比较所述第一空间位置和所述第二空间位 置，根据比较结果控制所述伸缩管装置对接到所述受油座，解决了相关技术中加油设备无 法自动为受油机加油的问题，进而达到了加油机能够自动为受油机加油的效果。
【附图说明】
[0017] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0018] 图1是根据本发明实施例的加油设备与受油机自动对接的控制方法的流程图；
[0019] 图2是根据本发明实施例的加油设备与受油机自动对接的控制装置的结构框图；
[0020] 图3是加油装置与受油机自动对接的控制系统方法内部连接示意图；
[0021] 图4是根据本发明实施例伸缩管装置的结构示意图；
[0022] 图5是根据本发明实施例的受油座标识的分布示意图；
[0023] 图6a是根据本发明实施的受油座标识的常用图形一；
[0024] 图6b是根据本发明实施的受油座标识的常用图形二；
[0025] 图6c是根据本发明实施的受油座标识的常用图形三；
[0026] 图6d是根据本发明实施的受油座标识的常用图形四。
【具体实施方式】
[0027] 下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的 情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0028] 在本实施例中提供了一种加油设备与受油机自动对接的控制方法，图1是根据本 发明实施例的加油设备与受油机自动对接的控制方法的流程图，如图1所示，该流程包括 如下步骤：
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