一种基于飞机起落架的机器人自动导航方法与流程

本发明涉及自动导航技术领域，具体为一种基于飞机起落架的机器人自动导航方法。

背景技术：

飞机是指具有一具或多具发动机的动力装置产生前进的推力或拉力，由机身的固定机翼产生升力，在大气层内飞行的重于空气的航空器。飞机是最常见的一种固定翼航空器。按照其使用的发动机类型又可被分为喷气飞机和螺旋桨飞机，而飞机起落架是飞机下部用于起飞降落或地面（水面）滑行时支撑飞机并用于地面（水面）移动的附件装置。起落架是唯一一种支撑整架飞机的部件，因此它是飞机不可分缺的一部份；没有它，飞机便不能在地面移动。当飞机起飞后，可以视飞行性能而收回起落架，而现有的飞机在起飞时，需要对其进行定位，这就需要用到自动导航的机器人，而现有自动导航的机器人已不能满足现有市场的需求。

所以，如何设计一种基于飞机起落架的机器人自动导航方法，成为我们当前要解决的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种基于飞机起落架的机器人自动导航方法，通过确定飞机在起飞过程中的瞬时位置，然后通过多种精密的计算及分析进行飞机跑道运动决策，能够自动引导飞机航行使之能够按照预定的跑道行进路线，在准确的时间内到起飞，安全的完成预定的航行任务，自主性高，工作可靠，能够连续工作，全景雷达导航不受气象条件限制，导航定位精度也较高，可以有效解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于飞机起落架的机器人自动导航方法，包括如下步骤：

1）监控导航：当飞机进入跑道后则启动监控；获取摄像系统拍摄的当前飞机跑道的场景视频；尤其是要对飞机在进入跑道后两侧摄像视频，传送到导航装置并根据场景视频进行分析决策，以及通过计算摄像系统中飞机的空间位置和距离跑道两边的具体距离；然后对相同飞机时间连续的两帧图像进行时间相关匹配，生成第一环境飞机深度图；对不同飞机相同时间的两帧图像进行空间相关匹配，生成第二环境飞机深度图；起落架根据第一环境飞机深度图以及第二环境飞机深度图，构建飞机起飞地图；将飞机起飞地图映射到安全距离空间；

2）跑道导航：在飞机起落架上装备有颜色感应装置，然后在跑道的两侧设置颜色跑道，当飞机起落架上装备有颜色感应装置感应到有偏差时，颜色感应装置会通过飞机控制系统进行自动调节控制，确定从当前位置到飞机起飞时的安全路径。

根据上述技术方案，所述自动导航方法还包括仪表导航根据空速表、航向仪表和其它议表测得的飞机空速、航向、姿态、攻角、偏流角、风速和风向等数据，进行航程推算，从而确定出飞机跑道起飞路径。

根据上述技术方案，所述自动导航方法还包括全景雷达导航利用雷达摄取地面图像，再与事先摄制的地面图像进行比较，从而确定出飞机的位置，以全景雷达导航为基础，还发展成自动地图导航。

根据上述技术方案，所述自动导航方法还包括电视导航通过电视设备观察地面，然后将图像与地图进行比较，从而确定飞机的位置。

根据上述技术方案，所述自动导航方法还包括无线电导航根据无线电波的传播规律测出飞机相对地面导航台的距离或方位，而地面导航台在跑道上的位置是已知的，故经过计算后，便可确定出飞机的位置，在飞机上和地面台同时设置超短波发射机和接收机，从飞机上发射机发射的脉冲波由地面接收机接收，然后由地面台发射机把该信号重新发射出来，再由飞机上接收机接收，根据机载接收机测出回波信号的时间，可以得到飞机与地面台之间的距离，再根据飞机上接收天线相对机体转动的角度和飞机的磁航向角，可以得到飞机与地面台之间的磁方位角，若以地面台为极坐标原点，则飞机与地面台之间的距离方位角己知时，按极坐标定位原理便可确定出飞机所处的位置。

根据上述技术方案，所述自动导航方法还包括多普勒导航利用多普勒雷达的测速原理测出飞机相对地面的速度，再根据仪表测得的飞机航向和偏流角等参数，经过计算之后，则可确定出飞机的位置。

根据上述技术方案，所述自动导航方法还包括卫星导航借助飞机上无线电设备来测出飞机相对卫星的位置，再根据由地面站测出的卫星相对跑道的位置，经过计算之后，则可确定出飞机的位置，具体的地面站接收机用来观测卫星运动情况，计算机根据观测数据计算出卫星的轨道参数，发射机将该轨道参数发送给卫星，机载接收机则接收由卫星转送来的轨道参数，计算机根据卫星的轨道参数和飞机相对卫星的位置参数，计算出飞机相对跑道的位置显示器把这个结果显示出来。

与现有技术相比，本发明的有益效果：通过确定飞机在起飞过程中的瞬时位置，然后通过多种精密的计算及分析进行飞机跑道运动决策，能够自动引导飞机航行使之能够按照预定的跑道行进路线，在准确的时间内到起飞，安全的完成预定的航行任务，自主性高，工作可靠，能够连续工作，全景雷达导航不受气象条件限制，导航定位精度也较高。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1是本发明的方法框图；

图2是本发明的起落架与跑道的相对图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1-2所示，本发明提供一种基于飞机起落架的机器人自动导航方法，包括如下步骤：

1）监控导航：当飞机进入跑道后则启动监控；获取摄像系统拍摄的当前飞机跑道的场景视频；尤其是要对飞机在进入跑道后两侧摄像视频，传送到导航装置并根据场景视频进行分析决策，以及通过计算摄像系统中飞机的空间位置和距离跑道两边的具体距离；然后对相同飞机时间连续的两帧图像进行时间相关匹配，生成第一环境飞机深度图；对不同飞机相同时间的两帧图像进行空间相关匹配，生成第二环境飞机深度图；起落架根据第一环境飞机深度图以及第二环境飞机深度图，构建飞机起飞地图；将飞机起飞地图映射到安全距离空间；

2）跑道导航：在飞机起落架上装备有颜色感应装置，然后在跑道的两侧设置颜色跑道，当飞机起落架上装备有颜色感应装置感应到有偏差时，颜色感应装置会通过飞机控制系统进行自动调节控制，确定从当前位置到飞机起飞时的安全路径。

根据上述技术方案，所述自动导航方法还包括仪表导航根据空速表、航向仪表和其它议表测得的飞机空速、航向、姿态、攻角、偏流角、风速和风向等数据，进行航程推算，从而确定出飞机跑道起飞路径。

根据上述技术方案，所述自动导航方法还包括全景雷达导航利用雷达摄取地面图像，再与事先摄制的地面图像进行比较，从而确定出飞机的位置，以全景雷达导航为基础，还发展成自动地图导航。

根据上述技术方案，所述自动导航方法还包括电视导航通过电视设备观察地面，然后将图像与地图进行比较，从而确定飞机的位置。

根据上述技术方案，所述自动导航方法还包括无线电导航根据无线电波的传播规律测出飞机相对地面导航台的距离或方位，而地面导航台在跑道上的位置是已知的，故经过计算后，便可确定出飞机的位置，在飞机上和地面台同时设置超短波发射机和接收机，从飞机上发射机发射的脉冲波由地面接收机接收，然后由地面台发射机把该信号重新发射出来，再由飞机上接收机接收，根据机载接收机测出回波信号的时间，可以得到飞机与地面台之间的距离，再根据飞机上接收天线相对机体转动的角度和飞机的磁航向角，可以得到飞机与地面台之间的磁方位角，若以地面台为极坐标原点，则飞机与地面台之间的距离方位角己知时，按极坐标定位原理便可确定出飞机所处的位置。

根据上述技术方案，所述自动导航方法还包括多普勒导航利用多普勒雷达的测速原理测出飞机相对地面的速度，再根据仪表测得的飞机航向和偏流角等参数，经过计算之后，则可确定出飞机的位置。

根据上述技术方案，所述自动导航方法还包括卫星导航借助飞机上无线电设备来测出飞机相对卫星的位置，再根据由地面站测出的卫星相对跑道的位置，经过计算之后，则可确定出飞机的位置，具体的地面站接收机用来观测卫星运动情况，计算机根据观测数据计算出卫星的轨道参数，发射机将该轨道参数发送给卫星，机载接收机则接收由卫星转送来的轨道参数，计算机根据卫星的轨道参数和飞机相对卫星的位置参数，计算出飞机相对跑道的位置显示器把这个结果显示出来。

基于上述，本发明的优点在于，通过确定飞机在起飞过程中的瞬时位置，然后通过多种精密的计算及分析进行飞机跑道运动决策，能够自动引导飞机航行使之能够按照预定的跑道行进路线，在准确的时间内到起飞，安全的完成预定的航行任务，自主性高，工作可靠，能够连续工作，全景雷达导航不受气象条件限制，导航定位精度也较高。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术患者来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。