[发明专利]全景成像直升机辅助降落装置

说明书

本发明公开了一种基于全景成像的直升机辅助降落装置，属于光电侦察、导航领域。该装置由双通道红外成像仪和全景环带成像镜头组合的成像系统、控制单元，信息处理单元组成。成像系统安装在直升机机腹下方，其中的红外成像仪和环带镜头分别提供直升机下方的中心视场图像和环带全景图像。成像系统获取的图像，由电子箱中的信息处理单元接收控制单元的控制指令，进行目标距离解算和环带图像展开。同时发送中心视场图像和展开的全景图像至机上综显系统。该系统作为一种全新的辅助降落装置，能够向飞行员同时呈现机腹以下360°范围内的全景图像并具备深度信息，能显著提升直升机降落的安全性。

技术领域

本发明属于光电侦察、导航领域，主要涉及一种全景成像直升机辅助降落装置。

背景技术

直升机在复杂环境下的着陆动作一直是一项艰难的飞行操作。直升机空运物资和伤员救援往往需要在恶劣气候和山区实施，复杂的地形和气候经常限制了直升机的任务飞行和效率，其中一个重要因素就是缺乏先进的着陆装备，驾驶员无法在对环境没有确切感知的情况下完成直升机的降落动作。2013年世界直升机范围内的事故统计与分析显示，发生在进场/着陆阶段的事故数量有204起，占事故总数的44％。

直升机着陆时，驾驶员首先需要观察四周环境，例如在山区，一些树木就很可能击坏旋翼，致使机毁人亡。在作战时，还需要观察周围有无敌军威胁。其次需要观察下方地形，严重凹凸不平的地面会导致直升机的倾覆，不同的地形地貌对直升机降着陆时气流升力模型产生不同影响。直升机助降系统利用环带成像具有360°的视场角这个特点，可以在直升机着陆时观察到下方地形地貌和四周环境，同时结合体视技术精确标定的地形状态，为驾驶员提供准确的着陆判断依据。

现有的直升机助降相关的专利，尚无基于全景成像的助降装置或方法。其中有关于坠落直升机安全着陆系统的专利，是通过安装于机上的降落伞、减速喷气机、可充气橡胶管等，解决直升机遇空难而无法解救的问题。也有舰载直升机应急照明助降方法的专利，属于照明技术领域。通过对直升机夜降时灯光的集中控制，实现对直升机降落进行引导。有基于无线紫外光的直升机助降系统及助降方法的专利，属于通信系统，利用紫外光通信技术，协助直升机降落。现存专利中的辅助降落装置或方法都不能满足武装直升机在陌生异地降落的需求。本专利提出的装置较好的满足了这一需求。

发明内容

本发明针对直升机在降落时无法观察到机腹下方全景式地形地貌和外界立体视觉信息，影响降落安全的问题，为解决现役武装直升机降落时缺少机腹下方全景式感知的缺陷，提供一种全景成像直升机助降装置，为驾驶员提供降落时机腹下方全景式立体视觉信息。

本发明根据双目立体视觉原理，采用基于全景环带立体成像技术、红外夜视系统技术以及双传感器图像匹配处理技术，设计基于全景成像的直升机助降系统装置，为驾驶员提供降落过程中机腹下方真实明确的全景图像。

本发明的技术方案为：

所述一种全景成像直升机辅助降落装置，其特征在于：包括由双通道近红外成像仪和全景环带镜头组成的成像系统、控制单元、信息处理单元；

所述成像系统能够同时提供直升机下方中心视场图像和全景环带图像，其中双通道近红外成像仪获取直升机下方中心视场图像，全景环带镜头获取直升机下方方位360°范围全景环带图像；

所述信息处理单元采集双通道近红外成像仪中两部红外热像仪在观测同一场景的两幅图像，识别相同特征点，经过特征匹配运算并根据立体视差法，计算出选中目标的距离值，并将距离信息叠加在中心视场图像上，并将中心视场图像传输至直升机上综合显控设备进行显示；

所述信息处理单元采集两个全景环带镜头成像的图像，针对同时出现在两个全景环带镜头成像图像中的目标，通过三角测量法计算该目标点的距离值；所述信息处理单元还根据控制单元的控制命令，选择某个全景环带镜头成像的图像，经过像素矩阵线性变换展开为矩形全景图像，并将目标点的距离值叠加到矩形全景图像上，而后将矩形全景图像传输至直升机上综合显控设备进行显示；