EVTOL全景EFVS飞行着陆系统及起飞着陆方法与流程

evtol全景efvs飞行着陆系统及起飞着陆方法
技术领域
1.本发明属于evtol及飞行安全领域技术领域，具体涉及evtol全景efvs飞行着陆系统及起飞着陆方法。


背景技术：

2.evtol是具有巨大应用前景的航空领域新技术，evtol安全飞行对于evtol的商业化运营至关重要。如今evtol在全球尚处于新技术研发阶段，其安全性、可靠性、适航性尚未达到满足正式载人商用的阶段。evtol在起降终端能见度较低、自动起降助航设施或evtol机载起降设备失效、evtol起降平台为移动平台及小面积平台等情况下，evtol的精准起降仍未有成熟的解决方案。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种evtol全景efvs飞行着陆系统及起飞着陆方法，用以在起降终端能见度较低、自动起降助航设施或evtol机载起降设备失效、evtol起降平台为移动平台及小面积平台等情况下，提高evtol地面操作人员的对起降终端的感知能力，以实现evtol的高精度、安全起降。
4.为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案，提供一种evtol全景efvs飞行着陆系统，所述系统包括置于地面的evtol起降平台、evtol控制终端和fpv眼镜以及置于evtol上的全景evs、数据传输单元和evtol飞控系统，
5.其中，evtol起降平台，用于支持evtol着陆，所述evtol平台上设有用于辅助evtol起降的起降辅助灯光组件；
6.全景evs，用于捕获周围360度的全景红外视频画面并通过运算起飞着陆算法得出起飞着陆飞行控制指令；
7.数据传输单元，用于将全景evs获取的画面和起飞着陆飞行控制指令同时传输给fpv眼镜以及evtol飞控系统；
8.fpv眼镜，用于接收全景红外图像后生成efvs图像及航电数据生成；
9.evtol控制终端，用于根据fpv眼镜显示的航电数据通过evtol飞控系统对evtol进行控制。
10.本发明所提供的evtol全景efvs飞行着陆系统，还具有这样的特征，所述efvs图像包括全景红外视频画面、飞行仪表信息、导航信息、飞行状态信息和告警信息。
11.本发明所提供的evtol全景efvs飞行着陆系统，还具有这样的特征，所述evtol控制终端包括控制平台或/和安装在fpv眼睛上的头部姿态感知传感器。
12.本发明所提供的evtol全景efvs飞行着陆系统，还具有这样的特征，所述控制平台包括从手柄控制器、手机应用软件、电脑应用软件和云系统应用软件中选出的一种或多种控制方式。
13.本发明所提供的evtol全景efvs飞行着陆系统，还具有这样的特征，所述头部姿态
感知传感器感知操作人员的头部运动，并通过头部运动生成飞行控制指令。
14.本发明所提供的evtol全景efvs飞行着陆系统，还具有这样的特征，所述起降辅助灯光组件包括设置在全景evs上的第一激光发射装置和设置在着陆平台上的第二激光发射装置，
15.所述第一激光发射装置用于向目标着陆区域发射第一激光束并绘制用于辅助着陆的图案；
16.所述第二激光发射装置用于向全景evs发射辅助着陆的第二激光束。
17.本发明的另一目的在于，提供一种evtol起飞着陆算法，所述起飞着陆算法使用如前述任一项所述的evtol全景efvs飞行着陆系统。
18.本发明所提供的evtol起飞着陆算法，还具有这样的特征，所述起飞着陆算法包括起飞算法和着陆算法，其中，起飞算法包括如下步骤：
19.s1：将全景evs拍摄到的图像进行二值化处理；
20.s2：将经过二值化处理的图像与系统预存的起飞灯光系统二值化画面形态进行匹配；
21.s3：使图像稳定在evs拍摄到画面的预期位置；
22.s4：保持该高度进行水平飞行，完成起飞。
23.本发明所提供的evtol起飞着陆算法，还具有这样的特征，所述起飞着陆算法包括起飞算法和着陆算法，其中，着陆算法包括如下步骤：
24.s1：将全景evs拍摄到的图像进行二值化处理；
25.s2：将经过二值化处理的图像与系统预存的着陆灯光系统二值化画面形态进行匹配；
26.s3：对匹配成功的图像进行画面跟随飞行并逐渐下降高度；
27.s4：使图像稳定在全景evs拍摄到画面的预期位置，完成着陆。
28.有益效果
29.本发明所提供的evtol全景efvs飞行着陆系统采用fpv眼镜，向evtol地面操作人员显示叠加了efvs字符的全景红外视频，增强了evtol地面操作人员操作evtol起降的态势感知能力；增设了起降辅助灯光系统，在起降终端能见度较低、自动起降助航设施或evtol机载起降设备失效、evtol起降平台为移动平台或小面积平台等不适宜起降的情况下，提高evtol地面操作人员对起降终端的感知能力，实现了evtol的高精度、安全起降。
30.本发明所提供的evtol起飞着陆方法采用全景evs系统拍摄全景红外视频，结合起降平台的起降辅助灯光系统得出精确的起降航迹，避免了在起降终端能见度较低、自动起降助航设施或evtol机载起降设备失效、evtol起降平台为移动平台及小面积平台等情况难以起降的问题。
附图说明
31.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
32.图1为本发明实施例所提供的evtol全景efvs飞行着陆系统的结构示意图；
33.图2为本发明实施例所提供的evtol全景efvs飞行着陆系统的工作流程图；
34.图3为本发明实施例所提供的辅助灯光系统安装在着陆平台上的示意图；
35.图4为本发明实施例所提供的辅助灯光系统安装在起飞平台上的示意图；
36.图5为本发明实施例中提到的efvs图像在红外视频关闭时的示意图。
具体实施方式
37.下面结合附图与实施例对本发明作进一步的详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
38.在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
39.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
40.术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
41.如图1-图5所示，本实施例提供了一种evtol全景efvs飞行着陆系统，所述系统包括置于地面的evtol起降平台、evtol控制终端和fpv眼镜以及置于evtol上的全景evs、数据传输单元和evtol飞控系统，其中，evtol起降平台，用于支持evtol着陆，所述evtol平台上设有用于辅助evtol起降的起降辅助灯光组件；全景evs，用于捕获周围360度的全景红外视频画面并通过运算起飞着陆算法得出起飞着陆飞行控制指令；数据传输单元，用于将全景evs获取的画面和起飞着陆飞行控制指令同时传输给fpv眼镜以及evtol飞控系统；fpv眼镜，用于接收全景红外图像后生成efvs图像及航电数据生成；evtol控制终端，用于根据fpv眼镜显示的航电数据通过evtol飞控系统对evtol进行控制。
42.在上述实施例中，fpv眼镜即第一人称飞行眼镜，该飞行眼镜可以将efvs视景画面给evtol地面操作人员，便于地面操作人员观察飞行画面。数据传输单元用于将全景evs捕获的全景红外视频图像传递给fpv眼镜、将evtol控制终端的飞行控制指令发动给evtol的飞控系统。
43.在部分实施例中，所述efvs图像包括仪表信息、导航信息、飞行状态信息和告警信息。fpv眼镜包括efvs软件，用于生成包含飞行参数信息的全景efvs符号画面。
44.在部分实施例中，所述evtol控制终端包括控制平台或/和安装在fpv眼睛上的头部姿态感知传感器。
45.在部分实施例中所述控制平台包括从手柄控制器、手机应用软件、电脑应用软件
和云系统应用软件中选出的一种或多种控制方式。
46.在部分实施例中所述头部姿态感知传感器感知操作人员的头部运动，并通过头部运动生成飞行控制指令。
47.在部分实施例中所述起降辅助灯光组件包括设置在全景evs上的第一激光发射装置和设置在着陆平台上的第二激光发射装置，所述第一激光发射装置用于向目标着陆区域发射第一激光束并绘制用于辅助着陆的图案；所述第二激光发射装置用于向全景evs发射辅助着陆的第二激光束。
48.上述实施例所提供的evtol起飞着陆系统在起飞阶段的工作流程如下：
49.步骤1：在起降终端区域启动etefs识别起降辅助灯光系统。
50.步骤2：如识别出的灯光系统为起飞灯光系统，操作人员操作evtol手动/自动跟随图像到预定高度。
51.步骤3：etefs识别灯光形态直到指示已飞行到预定高度，并对操作人员进行指示。
52.步骤4：操作人员操作evtol手动/自动开始飞行。
53.上述实施例所提供的evtol起飞着陆系统在着陆阶段的工作流程如下：
54.步骤1：在起降终端区域启动etefs识别起降辅助灯光系统。
55.步骤2：如识别出的灯光系统为着陆灯光系统，操作人员操作evtol手动/自动跟随图像到近地高度。
56.步骤3：etefs识别灯光形态并指示机轮着陆位置。
57.步骤4：操作人员操作evtol手动/自动跟随图像进行着陆。
58.在部分实施例中，提供一种evtol起飞着陆算法，所述起飞着陆算法使用如前述任一项所述的evtol全景efvs飞行着陆系统。
59.在部分实施例中，所述起飞着陆算法包括起飞算法和着陆算法，其中，起飞算法包括如下步骤：
60.s1：将全景evs拍摄到的图像进行二值化处理；
61.s2：将经过二值化处理的图像与系统预存的起飞灯光系统二值化画面形态进行匹配；
62.s3：使图像稳定在evs拍摄到画面的预期位置；
63.s4：保持该高度进行水平飞行，完成起飞。
64.在部分实施例中，所述起飞着陆算法包括起飞算法和着陆算法，其中，着陆算法包括如下步骤：
65.s1：将全景evs拍摄到的图像进行二值化处理；
66.s2：将经过二值化处理的图像与系统预存的着陆灯光系统二值化画面形态进行匹配；
67.s3：对匹配成功的图像进行画面跟随飞行并逐渐下降高度；
68.s4：使图像稳定在全景evs拍摄到画面的预期位置，完成着陆。
69.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本
发明的保护范围。

技术特征：
1.evtol全景efvs飞行着陆系统，其特征在于，所述系统包括置于地面的evtol起降平台、evtol控制终端和fpv眼镜以及置于evtol上的全景evs、数据传输单元和evtol飞控系统，其中，evtol起降平台，用于支持evtol着陆，所述evtol平台上设有用于辅助evtol起降的起降辅助灯光组件；全景evs，用于捕获周围360度的全景红外视频画面并通过运算起飞着陆算法得出起飞着陆飞行控制指令；数据传输单元，用于将全景evs获取的画面和起飞着陆飞行控制指令同时传输给fpv眼镜以及evtol飞控系统；fpv眼镜，用于接收全景红外图像后生成efvs图像及航电数据生成；evtol控制终端，用于根据fpv眼镜显示的航电数据通过evtol飞控系统对evtol进行控制。2.根据权利要求1所述的evtol全景efvs飞行着陆系统，其特征在于，所述efvs图像包括全景红外视频画面、飞行仪表信息、导航信息、飞行状态信息和告警信息。3.根据权利要求1所述的evtol全景efvs飞行着陆系统，其特征在于，所述evtol控制终端包括控制平台或/和安装在fpv眼睛上的头部姿态感知传感器。4.根据权利要求3所述的evtol全景efvs飞行着陆系统，其特征在于，所述控制平台包括从手柄控制器、手机应用软件、电脑应用软件和云系统应用软件中选出的一种或多种控制方式。5.根据权利要求3所述的evtol全景efvs飞行着陆系统，其特征在于，所述头部姿态感知传感器感知操作人员的头部运动，并通过头部运动生成飞行控制指令。6.根据权利要求1所述的evtol全景efvs飞行着陆系统，其特征在于，所述起降辅助灯光组件包括设置在全景evs上的第一激光发射装置和设置在着陆平台上的第二激光发射装置，所述第一激光发射装置用于向目标着陆区域发射第一激光束并绘制用于辅助着陆的图案；所述第二激光发射装置用于向全景evs发射辅助着陆的第二激光束。7.一种evtol起飞着陆算法，其特征在于，所述起飞着陆算法使用如权利要求1-6任一项所述的evtol全景efvs飞行着陆系统。8.根据权利要求7所述的evtol起飞着陆算法，其特征在于，所述起飞着陆算法包括起飞算法和着陆算法，其中，起飞算法包括如下步骤：s1：将全景evs拍摄到的图像进行二值化处理；s2：将经过二值化处理的图像与系统预存的起飞灯光系统二值化画面形态进行匹配；s3：使图像稳定在evs拍摄到画面的预期位置；s4：保持该高度进行水平飞行，完成起飞。9.根据权利要求7所述的evtol起飞着陆算法，其特征在于，所述起飞着陆算法包括起飞算法和着陆算法，其中，着陆算法包括如下步骤：s1：将全景evs拍摄到的图像进行二值化处理；s2：将经过二值化处理的图像与系统预存的着陆灯光系统二值化画面形态进行匹配；
s3：对匹配成功的图像进行画面跟随飞行并逐渐下降高度；s4：使图像稳定在全景evs拍摄到画面的预期位置，完成着陆。

技术总结
本发明提供了EVTOL全景EFVS飞行着陆系统，所述系统包括：全景EVS，用于捕获周围360度的全景红外视频画面及通过运算起飞着陆算法得出起飞着陆飞行控制指令；FPV眼镜，用于接收全景红外图像后生成EFVS图像及航电数据生成；EVTOL控制终端，用于向EVTOL发送飞行控制指令；EVTOL起降平台，用于支持EVTOL着陆，所述EVTOL平台上设有用于辅助EVTOL起降的起降辅助灯光组件；数据传输单元，用于所述系统的数据传输。该系统采用FPV眼镜，向EVTOL地面操作人员显示叠加了EFVS字符的全景红外视频，增强了EVTOL地面操作人员操作EVTOL起降的态势感知能力。知能力。知能力。


技术研发人员：王鹏程 冯国昌 王上
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所
技术研发日：2022.10.12
技术公布日：2023/4/5