[发明专利]一种虚拟三维着陆地标辅助降落着陆方法

说明书

本发明公开了一种虚拟三维着陆地标辅助降落着陆方法，其包括着陆点选择模块，着陆区域引导模块，三维着陆地标模块和数据融合模块；着陆点选择模块用于着陆选择阶段，为飞行员提供一种自主选择着陆点的人机交互接口；着陆区引导模块用于着陆引导阶段，为飞行员提供视觉显著的着陆区提示以及着陆进场的路径引导；三维着陆地标模块用于降落着陆阶段，为飞行员提供着陆过程中的空间位置参考；数据融合模块，激光雷达数据以8*8网格的形式与三维着陆地标融合显示，增强视觉线索受限情况下飞行员的着陆区环境感知能力。本发明清晰、直观、便于理解，辅助直升机的安全着陆。

技术领域

本发明属于机载信息处理、合成视觉技术领域，涉及一种虚拟三维着陆地标辅助降落着陆方法。

背景技术

着陆是旋翼直升机的常规操作，也是事故的频发阶段，尤其是在土质松散的环境或者积雪环境中，当直升机垂直下降到接近地面的位置，下洗气流会引起严重的扬尘或者雪盲现象，导致飞行员丢失了外部视觉参考线索，仅靠可视飞行规则，并不能够全面的认知着陆区宏观环境，面对潜在的着陆威胁(如草地、积雪覆盖的大坑、凸起的障碍等)，如果飞行员据此做出错误的选择和操作，将严重威胁着自身的飞行安全，甚至导致机毁人亡。

现代化的合成视觉技术提供了全天候的外部飞行场景，另外借助成像激光雷达的穿透能力，实时感知着陆区域环境，基于合成视觉技术构造虚拟三维着陆地标，并将其与激光雷达数据融合处理，达到虚与实融合显示，可增强直升机在着陆过程的态势感知能力，提升直升机光电系统智能化处理能力。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种清晰、直观、便于理解的三维着陆地标，辅助旋翼直升机安全着陆，能够为飞行员提供着陆点的位置信息、着陆点的路径引导信息、着陆区域的地形起伏状况以及着陆过程中飞行状态信息等。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种虚拟三维着陆地标辅助降落着陆系统，其包括着陆点选择模块，着陆区域引导模块，三维着陆地标模块和数据融合模块。

所述着陆选择器模块，用于着陆选择阶段，旨在为飞行员提供一种自主选择着陆点的人机交互接口，包括载机着陆范围指示，载机着陆点位置，预设着陆方位控制器和着陆方位指示仪。所述载机着陆范围指示，通过半径为10米的线型圆表示；所述载机着陆点位置，通过十字交叉点表示；所述着陆方位控制器为实心圆锥，在十字线的延长线与着陆区范围指示圆相交的四个位置各放置一个，通过拖拽的方式控制预设着陆方位，拖动实心圆锥可使得着陆区范围绕其圆心旋转，拖动过程为激活状态，圆锥以红色高亮显示。所述方位指示，通过折线表示，颜色为黄色，折线的内角为30度，平铺于着陆范围内，折线的箭头指示着陆进场的方位。

所述着陆区引导模块，用于着陆引导阶段，包括着陆位置引导及进场路径引导，所述着陆位置引导由着陆标靶、着陆方位指示仪和着陆标杆组成。着陆标靶为圆形气泡式符号，半径为5米，由着陆标杆连接起来，位于着陆选择器模块十字中心正上方200米处，圆形气泡始终面向飞行员的视点，便于及时感知着陆位置，起到引导的作用；方位指示符号为线框形子弹头样式，内嵌于着陆标靶气泡正中心，绕圆心可旋转，子弹头所指方向为预期着陆进场方位，当直升机距离载机着陆点位置大于800米时，着陆标靶的高度始终为200米，当直升机距离载机着陆点位置小于800米时，着陆标靶的高度与直升机的飞行高度动态保持一致；所述进场路径引导由一系列折线组成，折线角度120度，折线间距15米，折线的方向指示飞行路径，结合路径规划算法，将折线映射到地形表面，形成路径引导符号，引导直升机飞行至目标着陆区附近。