[发明专利]一种用于软式空中加油相对定位的光电传感器装置

说明书

本发明属于飞行器传感技术，涉及一种用于软式空中加油相对定位的光电传感器装置。本发明包括安装在受油机上的视觉测量分系统和安装在加油机上的目标识别器控制分系统；所述视觉测量分系统分为两部分，一部分为基于单目PSD敏感器的相对定位模块；另一部分是基于COMS传感器的单目视觉测量模块；所述目标识别器控制分系统包括发光LED及其控制器；所述发光LED发出中波红外光信号；所述控制器通过硬件电路板对发光LED进行调制，使发光LED载频满足测量要求范围；所述视觉测量分系统和所述目标识别器控制分系统通过无线方式通信。本发明实现了软式空中加油过程中对受油探管和锥套进行相对定位、实时监控。

技术领域

本发明属于飞行器传感技术，涉及一种用于软式空中加油相对定位的光电传感器装置。

背景技术

在软式空中加油过程中，需要对安装在受油机上的探管和加油机上拖出的软管-锥套之间的相对位置进行高精度测量。

PSD敏感器与CCD、CMOS、APS等传感器相比，具有体积小、重量轻、功耗低等优势。采用LED调制解调进行目标提取的方法具备较强抗干扰、抗背景杂光等能力。相较于使用其他传感器，利用PSD敏感器进行测量的输出频率和精度都有一定优势。

采用基于CMOS视觉测量方法兼顾了对成像目标的运动监视，图像获取并保存有利于软式空中加油过程中对现场状态的直观把握和后期进一步判断分析。在LED主动目标失效的情况下，基于CMOS的视觉测量部分还具有测量非合作目标相对位置的能力，可作为PSD敏感器测量的备份考虑。

发明内容

本发明的目的是：为解决软式空中加油过程中，探管和锥套的相对定位与实时监控问题，提供一种用于软式空中加油相对定位的光电传感器装置。

本发明的技术方案是：一种用于软式空中加油相对定位的光电传感器装置，包括安装在受油机上的视觉测量分系统和安装在加油机上的目标识别器控制分系统。

所述视觉测量分系统分为两部分，一部分为基于单目PSD敏感器的相对定位模块，用于双动平台的精确相对位置测量；另一部分是基于COMS传感器的单目视觉测量模块，用于成像目标的运动监视，兼顾对运动目标的3DOF位置解算。

所述目标识别器控制分系统包括发光LED及其控制器。所述发光LED发出中波红外光信号。所述控制器通过硬件电路板对发光LED进行调制，使LED载频满足测量要求范围。

所述视觉测量分系统和所述目标识别器控制分系统通过无线方式通信，通信的目的是视觉测量分系统根据PSD敏感器的电流大小，来调节发光LED的亮度，避免PSD敏感器达到饱和。

本发明的有益效果是：本发明既能测量双动平台的精确相对位置关系，又能对加油机拖出的锥套进行监控，同时还可以对锥套进行3DOF位置测量，作为相对位置测量的非相似余度备份。本发明实现了软式空中加油过程中对受油探管和锥套进行相对定位、实时监控，具有如下优点：

a.采用PSD敏感器和LED主动光源标志实现相对定位测量，精度高，可用性强；

b.采用CMOS传感器的视觉测量方法既实现了对成像目标运动监视，并且在LED主动光源失效的情况下，可对运动目标进行3DOF高精度位置测量；

c.实时调节主动光源标志(LED)的亮度(始终保持为传感器饱和值的70％左右)，避免PSD敏感器达到饱和。

附图说明

图1为本发明用于软式空中加油相对定位的光电传感器装置的使用场景示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。