座俯仰角θ2和受油座滚转角φ 2传送给伸缩管控制计 算机，伸缩管控制计算机根据当前飞行状态、自身故障状态及工作模态接通需要满足的初 步判断之外的其它所有制约条件综合判断是否可执行自动对接，如果判断可以执行自动对 接，则将两个俯仰角之差A θ = Θ f Θ 2、两个滚转角之差Δ φ = (J)1-(J)2作为控制律输入， 通过控制律解算得到伸缩管装置上升降舵控制指令\和方向舵控制指令S p当舵面按 指令偏转时，改变了伸缩管装置的气动力，从而改变伸缩管俯仰角9:和伸缩管滚转角Φ i。
[0086] 同时，伸缩管控制计算机实时监控自动对接工作状态，当伸缩管或受油座超出工 作模态工作条件，或伸缩管控制计算机内部发生故障，使该工作模态自动退出时，飞伸缩管 控制计算机将该工作模态断开状态信息发送给图像处理器，以供图像处理器清零，备下次 启用。
[0087] 第五步：在执行第四步的同时，伸缩管控制计算机实时计算Δ Θ和Δ φ，当Δ Θ 和△ φ小于规定值时，认为伸缩管加油头与受油座对准，此时判断受油座距离万向节的距 离X是否在伸缩管内管伸出可达范围内，若在，则开启自动伸缩模式，使加油头插入受油 座，完成自动对接；若不在，则向受油机发出调整位置信号。
[0088] 本发明具有以下有益效果：本发明将传统加油设备与受油机对接的人工操纵方 法改为由伸缩管装置、受油座及其标识、立体视觉成像装置、图像处理器、伸缩管控制计算 机组成的自动对接控制系统及其控制方法。旨在克服现有空中加油技术中加油员工作负担 繁重、加油员视野范围有限的缺点，以及避免加油员操作幅度过大或不正确的操纵而影响 飞行安全，完成没有人在环的自动对接。
[0089] 显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用 的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成 的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储 在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示 出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或 步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0090] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种加油设备与受油机自动对接的控制方法，其特征在于，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。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，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。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，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。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，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。6. -种加油设备与受油机自动对接的控制装置，其特征在于，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。7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，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。8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，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。9. 根据权利要求6至8中任一项所述的装置，其特征在于，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。10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，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。
【专利摘要】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，该方法包括：确定上述受油机的受油座的第一空间位置；确定上述加油设备的伸缩管装置的第二空间位置；比较上述第一空间位置和上述第二空间位置，根据比较结果控制上述伸缩管装置对接到上述受油座。通过本发明，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。
【IPC分类】B67D7/06, B67D7/08
【公开号】CN105084285
【申请号】CN201510490379
【发明人】张珊珊, 高亚奎, 王贵, 仇江
【申请人】中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月11日