加油設備與受油機自動對接的控制方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及空中加油技術領域，具體而言，涉及一種加油設備與受油機自動對接 的控制方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 空中加油能夠提高戰(zhàn)機作戰(zhàn)效能，是增強戰(zhàn)斗力的倍增器?？罩屑佑椭饕熊浭?加油和硬式加油兩種方式，與軟式加油相比，硬式加油因為加油流量大、受油機操作負擔 輕、受油機受油設備簡單等特點而具有明顯的優(yōu)勢，是空中加油技術的發(fā)展方向。硬式加 油過程為：當加油機和受油機進入加油狀態(tài)后，加油機上的加油員放下伸縮管，通過控制小 翼的偏轉，改變小翼的氣動力，控制伸縮管的俯仰和滾轉運動；通過控制系統(tǒng)控制伸縮管的 伸縮，使伸縮管端部的加油接頭插入受油機背部的受油座，完成對接后，伸縮管作為燃油通 道進行空中加油。
[0003] 目前世界上僅美國對硬式空中加油這項先進技術有成功的工程應用，KC-135和 KC-10為其空軍著名的硬式加油機，但關于其控制系統(tǒng)設計尚無資料查詢。我國僅有軟式加 油，且未形成廣泛的軍事應用，硬式加油還處于探索研究階段。
[0004] 硬式空中加油技術是高精度操縱技術，在對接過程中對加油員的操縱要求較高， 工作負擔繁重，且由于加油員視野范圍有限，一旦出現(xiàn)加油員操作幅度過大，或在對接過程 中不正確的操縱時，極有可能對受油機造成致命的傷害，不能完成加油任務的同時還影響 飛行安全。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種加油設備與受油機自動對接的控制方法及裝置，以至少解決現(xiàn) 有技術中加油設備無法自動為受油機加油的問題。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種加油設備與受油機自動對接的控制方法，該 方法包括：確定所述受油機的受油座的第一空間位置；確定所述加油設備的伸縮管裝置的 第二空間位置；比較所述第一空間位置和所述第二空間位置，根據(jù)比較結果控制所述伸縮 管裝置對接到所述受油座。
[0007] 優(yōu)選地，確定所述受油機的所述受油座的所述第一空間位置包括：通過至少一個 攝像頭獲取所述受油座的至少兩個標識位，其中，所述至少兩個標識位是按照預定的規(guī)則 預先設置在所述受油座附近的預定區(qū)域內；根據(jù)所述至少兩個標識位確定所述第一空間位 置。
[0008] 優(yōu)選地，根據(jù)所述至少兩個標識位確定所述第一空間位置包括：獲取所述至少一 個攝像頭的攝像頭自身參數(shù)，其中，所述攝像頭自身參數(shù)包括：焦距，攝像頭的空間安裝位 置；獲取所述至少兩個標識位分別通過所述至少一個攝像頭形成的標識位成像參數(shù)，并根 據(jù)標識位成像參數(shù)確定所述受油座的成像參數(shù)；根據(jù)所述攝像頭自身參數(shù)和所述成像參數(shù) 確定所述第一空間位置，其中，所述第一空間位置是所述受油座在第一坐標系中的坐標位 置，所述第一坐標系是以所述伸縮管裝置的萬向節(jié)為原點，X軸沿伸縮管軸線方向指向受油 座，Z軸在伸縮管對稱面內垂直于X軸指向下方，Y軸根據(jù)右手定則確定。
[0009] 優(yōu)選地，比較所述第一空間位置和所述第二空間位置，根據(jù)比較結果控制所述伸 縮管裝置對接到所述受油座包括：根據(jù)所述第一空間位置獲取所述受油座的俯仰角和所述 受油座滾轉角；從所述伸縮管裝置的傳感器獲取所述伸縮管的俯仰角和所述伸縮管滾轉 角，其中，所述第二空間位置包括所述伸縮管的俯仰角和所述伸縮管滾轉角；根據(jù)所述受油 座的俯仰角和所述伸縮管的俯仰角之差確定所述伸縮管上的升降舵控制指令，所述受油座 滾轉角和所述伸縮管滾轉角之差確定所述方向舵控制指令，并根據(jù)所述伸縮管上升降舵控 制指令和/或所述方向舵控制指令控制所述伸縮管裝置對準所述受油座；在檢測到所述伸 縮管裝置對準所述受油座的情況下，控制所述伸縮管自動伸縮，使所述伸縮管的加油頭插 入到所述受油座。
[0010] 優(yōu)選地，在檢測到所述伸縮管裝置對準所述受油座的情況下，控制所述伸縮管自 動伸縮，使所述伸縮管的加油頭插入到所述受油座包括：在檢測到所述受油座的俯仰角和 所述伸縮管的俯仰角之差小于俯仰角閾值，所述受油座滾轉角和所述伸縮管滾轉角之差小 于滾轉角閾值，且所述受油座距離所述萬向節(jié)的距離在所述伸縮管內管伸出可達范圍內 時，控制所述伸縮管自動伸縮，使所述伸縮管的加油頭插入到所述受油座。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種加油設備與受油機自動對接的控制裝置，包 括：第一確定模塊，用于確定所述受油機的受油座的第一空間位置；第二確定模塊，用于確 定所述加油設備的伸縮管裝置的第二空間位置；控制模塊，用于比較所述第一空間位置和 所述第二空間位置，根據(jù)比較結果控制所述伸縮管裝置對接到所述受油座。
[0012] 優(yōu)選地，所述第一確定模塊還包括：獲取單元，用于通過至少一個攝像頭獲取所述 受油座的至少兩個標識位，其中，所述至少兩個標識位是按照預定的規(guī)則預先設置在所述 受油座附近的預定區(qū)域內；第一確定單元，根據(jù)所述至少兩個標識位確定所述第一空間位 置。
[0013] 優(yōu)選地，所述第一確定單元還用于：獲取所述至少一個攝像頭的攝像頭自身參數(shù)， 其中，所述攝像頭自身參數(shù)包括：焦距，攝像頭的空間安裝位置；獲取所述至少兩個標識位 分別通過所述至少一個攝像頭形成的標識位成像參數(shù)，并根據(jù)標識位成像參數(shù)確定所述受 油座的成像參數(shù)；根據(jù)所述攝像頭自身參數(shù)和所述成像參數(shù)確定所述第一空間位置，其中， 所述第一空間位置是所述受油座在第一坐標系中的坐標位置，所述第一坐標系是以所述伸 縮管裝置的萬向節(jié)為原點，X軸沿伸縮管軸線方向指向受油座，Z軸在伸縮管對稱面內垂直 于X軸指向下方，Y軸根據(jù)右手定則確定。
[0014] 優(yōu)選地，所述控制模塊還包括：第一角獲取單元，用于根據(jù)所述第一空間位置獲取 所述受油座的俯仰角和所述受油座滾轉角；第二角獲取單元，用于從所述伸縮管裝置的傳 感器獲取所述伸縮管的俯仰角和所述伸縮管滾轉角，其中，所述第二空間位置包括所述伸 縮管的俯仰角和所述伸縮管滾轉角；對準控制單元，用于根據(jù)所述受油座的俯仰角和所述 伸縮管的俯仰角之差確定所述伸縮管上的升降舵控制指令，所述受油座滾轉角和所述伸縮 管滾轉角之差確定所述方向舵控制指令，并根據(jù)所述伸縮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縮管裝置對準所述受油座；伸縮控制單元，用于在檢測到所述 伸縮管裝置對準所述受油座的情況下，控制所述伸縮管自動伸縮，使所述伸縮管的加油頭 插入到所述受油座。
[0015] 優(yōu)選地，所述伸縮控制單元還用于：在檢測到所述受油座的俯仰角和所述伸縮管 的俯仰角之差小于俯仰角閾值，所述受油座滾轉角和所述伸縮管滾轉角之差小于滾轉角閾 值，且所述受油座距離所述萬向節(jié)的距離在所述伸縮管內管伸出可達范圍內時，控制所述 伸縮管自動伸縮，使所述伸縮管的加油頭插入到所述受油座。
[0016] 通過本發(fā)明，采用以下技術方案，確定所述受油機的受油座的第一空間位置；確定 所述加油設備的伸縮管裝置的第二空間位置；比較所述第一空間位置和所述第二空間位 置，根據(jù)比較結果控制所述伸縮管裝置對接到所述受油座，解決了相關技術中加油設備無 法自動為受油機加油的問題，進而達到了加油機能夠自動為受油機加油的效果。
【附圖說明】
[0017] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā) 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：
[0018] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的加油設備與受油機自動對接的控制方法的流程圖；
[0019] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的加油設備與受油機自動對接的控制裝置的結構框圖；
[0020] 圖3是加油裝置與受油機自動對接的控制系統(tǒng)方法內部連接示意圖；
[0021] 圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例伸縮管裝置的結構示意圖；
[0022] 圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的受油座標識的分布示意圖；
[0023] 圖6a是根據(jù)本發(fā)明實施的受油座標識的常用圖形一；
[0024] 圖6b是根據(jù)本發(fā)明實施的受油座標識的常用圖形二；
[0025] 圖6c是根據(jù)本發(fā)明實施的受油座標識的常用圖形三；
[0026] 圖6d是根據(jù)本發(fā)明實施的受油座標識的常用圖形四。
【具體實施方式】
[0027] 下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的 情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0028] 在本實施例中提供了一種加油設備與受油機自動對接的控制方法，圖1是根據(jù)本 發(fā)明實施例的加油設備與受油機自動對接的控制方法的流程圖，如圖1所示，該流程包括 如下步驟：
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