Способ пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке

Изобретение относится к авиационной технике. Техническим результатом является повышение эффективности пространственной ориентации пилотов. Способ пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке включает формирование виртуальной посадочной глиссады с использованием комплекса, содержащего наголовный модуль, систему позиционирования, включающую средство определения трех линейных и трех угловых координат положения воздушного судна в пространстве, компьютер и модуль памяти с координатами посадочных глиссад, при этом наголовный модуль представляет собой очки смешанной реальности с призмами для вывода на прозрачные стекла очков стереопар виртуальных объектов - маркеров посадочной глиссады, система позиционирования связана с компьютером, генерирующим стереопары виртуальных объектов-маркеров посадочной глиссады для очков смешанной реальности.

 

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к бортовому оборудованию воздушных судов.

Известны способы пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке, характеризующиеся использованием комплексов, содержащих средство навигации для формирования данных вертикального местоположения и данных бокового местоположения, представляющих местоположение самолета, средство вырабатывания символов, связанное со средством навигации и предназначенное для формирования сигналов символов из сигналов данных вертикального и бокового местоположений, и средство электронного дисплея, связанное со средством вырабатывания символов, предназначенное для отображения сигналов символов оператору и включающее экран дисплея, на котором отображаются символы, представляющие сигналы символов (US 4454496, RU 2173660). При осуществлении таких способов с использованием навигационных данных обеспечивают расчет, а затем отображение на экране дисплея осевой линии курса следования. Символ осевой линии предназначен для имитирования появления посадочной глиссады. На дисплее лобового стекла показаны линия горизонта, осевая линия, символическое изображение самолета и дополнительно указатели бокового отклонения (RU 2173660). Символическое изображение самолета представляет собой стандартный символ местоположения самолета и остается по существу в неподвижном положении на экране дисплея.

Недостатками известных способов является отсутствие 3D- и стереопредставления маркеров посадочной глиссады, что снижает эффективность пространственной ориентации пилотов, необходимость специального обучения пилотов и установки громоздкого оборудования в пилотской кабине, а также зависимость навигационного оборудования от бортовой сети питания.

Известен также способ пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке, характеризующийся использованием комплекса, включающего модифицированный штатный бортовой радиолокатор (метеонавигационный, прицельный или землеобзорный) и один или несколько рядов радиолокационных точечных отражателей, установленных в зоне взлетно-посадочной полосы в соответствии с псевдослучайным законом по дальности. Полученная информация может контролироваться пилотом путем сравнения полученного на ее основании виртуального изображения взлетно-посадочной полосы с реальным радиолокационным изображением взлетно-посадочной полосы на мониторе в координатах «азимут - дальность» и может быть использована для управления воздушным судном при помощи автопилота или вручную (RU 2348944).

Недостатками указанного известного способа также является отсутствие 3D- и стереопредставления маркеров посадочной глиссады, что снижает эффективность пространственной ориентации пилотов, необходимость специального обучения пилотов и установки громоздкого оборудования в пилотской кабине и зависимость навигационного оборудования от бортовой сети питания.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является известный способ пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке, включающий формирование виртуальной посадочной глиссады с использованием комплекса, содержащего наголовный модуль, систему позиционирования, включающую средство определения трех линейных и трех угловых координат положения воздушного судна в пространстве, связанный с ней компьютер и модуль памяти с координатами посадочных глиссад (http://www.membrana.ru/articles/technic/2010/04/27/130400.html). Наголовный модуль выполнен в виде шлема, на щиток которого проецируются трехмерные изображения маркеров в виде серии виртуальных объектов - рамок, трассирующих траекторию полета. Известный способ не обеспечивает стереоскопичности виртуальных объектов, что снижает эффективность пространственной ориентации.

Технической задачей создания предлагаемого изобретения является разработка способа пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке, лишенного указанного недостатка.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в повышении эффективности пространственной ориентации пилотов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке, включающем формирование виртуальной посадочной глиссады с использованием комплекса, содержащего наголовный модуль, систему позиционирования, включающую средство определения трех линейных и трех угловых координат положения воздушного судна в пространстве, связанный с ней компьютер и модуль памяти с координатами посадочных глиссад, наголовный модуль представляет собой очки смешанной реальности с призмами для вывода на прозрачные стекла очков стереопар виртуальных объектов - маркеров посадочной глиссады, система позиционирования связана с компьютером, генерирующим стереопары виртуальных объектов-маркеров посадочной глиссады для очков смешанной реальности.

Осуществление предлагаемого способа пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке заключается в следующем.

В компьютер поступают данные о положении воздушного судна в пространстве из системы позиционирования и данные о пространственных координатах посадочной глиссады из модуля памяти. Компьютер генерирует стереопары виртуальных объектов - маркеров посадочной глиссады, которые выводятся на прозрачные стекла очков.

Для осуществления изобретения может быть использован автономный компьютер. Очки смешанной реальности представляют собой прозрачные стекла, на которые с помощью призм выводится стереопара изображения виртуальных объектов, маркирующих посадочную глиссаду. В качестве очков смешанной реальности могут быть использованы соответствующие очки, выпускаемые промышленностью, например, SmartVision компании «Laster Technologies» (http://www.laster.fr/technologies/description/) и др. В качестве системы позиционирования, содержащей средство определения трех линейных и трех угловых координат положения воздушного судна в пространстве, можно использовать автономную систему, включающую приемник спутниковой навигационной системы (GPS или ГЛОНАСС) и гироскоп.

В силу прозрачности очков пилот сохраняет визуальный контроль над ситуацией, но одновременно видит маркеры посадочной глиссады, стереоизображения которых меняются в соответствии с движением воздушного судна, что обеспечивается посредством использования данных системы позиционирования. Выполнение полета вдоль виртуальной глиссады обеспечивает безошибочный заход на посадку при любой, даже нулевой видимости. Данные о пространственных координатах посадочной глиссады хранятся в памяти компьютера, генерирующего стереоизображения маркеров глиссады, к которому подключены очки смешанной реальности.

Использование предлагаемого способа за счет стереоскопического воспроизведения маркеров посадочной глиссады обеспечивает повышение точности и надежности выполнения маневра посадки независимо от метеоусловий и условий видимости, т.е. позволяет повысить эффективность пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке. Таким образом, удается полностью решить проблему пространственной ориентации пилотов, которая является причиной большинства авиакатастроф при посадках в условиях ограниченной видимости.

Способ пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке, включающий формирование виртуальной посадочной глиссады с использованием комплекса, содержащего наголовный модуль, систему позиционирования, включающую средство определения трех линейных и трех угловых координат положения воздушного судна в пространстве, связанный с ней компьютер и модуль памяти с координатами посадочных глиссад, отличающийся тем, что наголовный модуль представляет собой очки смешанной реальности с призмами для вывода на прозрачные стекла очков стереопар виртуальных объектов - маркеров посадочной глиссады, система позиционирования связана с компьютером, генерирующим стереопары виртуальных объектов - маркеров посадочной глиссады для очков смешанной реальности.



 

Похожие патенты:

Заявленное изобретение относится к способу управления летательным аппаратом (ЛА) Для захода ЛА на навигационную точку с заданного направления измеряют параметры движения ЛА, формируют заданный курс и линейную дальность до точки касания заданной вынесенной окружности в зависимости от координат ЛА, истинного угла сноса, радиуса и координат центра вынесенной окружности в системе координат, связанной с навигационной точкой (НТ), формируют сигнал управления креном ЛА с учетом рассогласования между истинным и заданным курсами, изменяют курс ЛА с учетом сформированного сигнала управления по крену, при развороте ЛА учитывают фиктивный угол сноса, сформированный пропорционально рассогласованию между заданным направлением захода на НТ и направлением на точку касания заданной вынесенной окружности с учетом текущей линейной дальности до точки касания заданной окружности и текущего положения ЛА относительно линии заданного направления захода на НТ.

Изобретение относится к системам управления и может быть использовано при разработке систем управления подвижными объектами, обеспечивающими их перемещение вдоль заданной траектории с заданной траекторной скоростью, или в заданную точку вдоль заданной траектории без предъявления требований к траекторной скорости, или в заданную точку с нулевой конечной скоростью.

Заявленное изобретение относится к способу управления самолетом в продольном канале при посадке. Для посадки самолету сообщают целевую воздушную скорость и поворачивают руль высоты на целевой угол поворота, осуществляют сброс тяги двигателей при снижении вертикальной скорости самолета до заданного значения.

Группа изобретений относится к управлению подъемно-транспортной машиной. Технический результат - повышение безопасности подъемно-транспортной машины за счет регулирования скорости машины на основании мониторинга массы груза и расстояния до препятствий.

Изобретение относится к способу автономной локализации самоходного моторизованного транспортного средства внутри известной окружающей среды с применением по меньшей мере одного датчика.

Группа изобретений относится к погрузочно-разгрузочным транспортным средствам и способам их маневрирования. Для осуществления корректирующего маневра поворота получают данные от датчиков сенсорных устройств, автоматически корректируют маневр поворота определенным образом на основании полученных данных в зависимости от заранее определенных зон, в которых обнаружен объект, или требуемого расстояния до выбранного объекта, или по запросу оператора, определяющего с какой стороны от препятствия выдерживать требуемое расстояние.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат - повышение быстродействия системы.

Изобретение относится к системам и способам обеспечения предельных величин параметров управления транспортными средствами при использовании автоматического режима управления.

Изобретение относится к области навигационных систем для промышленных транспортных средств. Технический результат заключается в облегчении навигации автоматизированных транспортных средств.

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к области автоматического регулирования, и может быть использовано в системах высокоточного управления движением центра масс подвижных объектов, в частности аэробаллистических летательных аппаратов.

Группа изобретений относится к способу и системе грубого управления пространственным движением самолета. Для управления пространственным движением самолета формируют сигналы задания по углу крена и рысканья, измеряют углы крена, рысканья и тангажа, формируют сигналы управления по углу крена и рысканья, при этом формируют сигналы разности между эталонными сигналами крена и рысканья и измеренными сигналами по углу крена и рысканья соответственно, полученные сигналы разности отдельно интегрируют, дифференцируют, масштабируют и суммируют первый сигнал разности с сигналом управления по углу крена, второй сигнал разности с сигналом управления по углу тангажа. Система грубого управления содержит задатчики угла крена и рысканья, два регулятора, два исполнительных устройства, датчики углов крена, рысканья и тангажа, две эталонные модели, шесть усилителей, четыре сумматора, два дифференциатора, два интегратора, соединенные определенным образом. Обеспечивается устойчивость движения при нестационарных параметрах полета и действии адаптивных помех. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Летательный аппарат по каждому из вариантов содержит фюзеляж, сверхзвуковые крылья, топливные баки, двигатель и шасси. Первый вариант снабжен дозвуковыми отстреливающимися крыльями в комбинации со сверхзвуковыми крыльями. Второй вариант снабжен отклоняющимся аэродинамическим щитком, расположенным в днище носовой, передней части фюзеляжа внизу центроплана под кабиной и аэродинамически связанным с крыльями. Третий вариант имеет сжимаемые топливные баки, которые расположены в нишах для уборки шасси. Взлетно-посадочное шасси по каждому из вариантов имеет амортизационную стойку. Первый вариант выполнен так, что тележка взлетного шасси расположена под тележкой посадочного шасси на одной амортизационной стойке. Второй вариант выполнен так, что взлетное шасси имеет крыло-опору для посадочного шасси. Способ подъема в воздух летательного аппарата в первом варианте включает его разгон по поверхности взлетной полосы, отрыв от ее поверхности с последующим сбросом взлетного шасси так, что оно толкает посредством энергии пороховых зарядов летательный аппарат вертикально в верх. Во время отрыва от поверхности взлетной полосы летательный аппарат выводят на максимальный угол атаки посредством энергии толчка передней стойки взлетного шасси при положении устройства управления пилотированием на минимальный угол атаки, при нахождении органов управления по тангажу сзади центра тяжести летательного аппарата. Способ подъема в воздух летательного аппарата во втором варианте основан на поднятии передней стойки ноги посадочного шасси при скорости, равной скорости отрыва от поверхности взлетной полосы. Прижимают переднюю стойку посадочного шасси и взлетного шасси, отжав штурвал управления полностью от себя, а затем поднимают переднюю стойку шасси, взяв штурвал на себя до упора. Способ подъема в воздух летательного аппарата в третьем варианте включает выпуск закрылков, предкрылков механизации крыла, выпуск крыла, уменьшение угла установки крыла, включение двигателей, снятие с тормозов, выведение двигателей на взлетный режим. Механизацию крыла выпускают в положение взлет, а отражающие аэродинамические экранирующие щитки нижние, в центроплане крыла и в носу - после выведения на взлетный режим. Группа изобретений направлена на расширение арсенала технических средств. 8 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к способу формирования сигнала управления угловым движением беспилотного летательного аппарата (БПЛА) системе управления для этого способа. Для управления угловым движением БПЛА задают сигнал углового положения, измеряют сигнал углового положения и сигнал угловой скорости, путем вычитания заданного и измеренного сигналов углового положения формируют, а затем усиливают сигнал рассогласования, посредством противоизгибной фильтрации формируют выходной сигнал управления, используют два пороговых сигнала для формирования определенным образом дополнительной компоненты сигнала рассогласования и исключения ее соответственно. Система управления содержит задатчик сигнала углового положения, три блока вычитания, три усилителя, сумматор, противоизгибный фильтр, измеритель угла, измеритель угловой скорости, два формирователя модульной функции, блок выделения сигнала положительной полярности, релейный элемент с зоной нечувствительности и гистерезисной характеристикой, управляемый ключ, соединенные определенным образом. Обеспечивается устойчивость углового движения БПЛА. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам и системе для планирования скоординированных маршрутов на складе. Технический результат заключается в повышении быстродействия планирования маршрутов. Система содержит автоматизированные транспортные средства, каждое из которых снабжено модулем навигации, соединенным с системой рулевого управления и системой движения, и центральный процессор, выполняющий команды для получения задачи для автоматизированных транспортных средств, обращения к многоуровневому графу, содержащему высокоуровневые узлы, построения сетки, связанной со складом, выбора из нескольких квадратов сетки квадратов сети для определения соединительных маршрутов, построения набора решений графов карт маршрутов из многоуровневого графа, выбора плана скоординированных маршрутов из набора решений графов карт маршрутов, и передачи плана скоординированных маршрутов автоматизированным транспортным средствам, модуль навигации каждого из которых управляет системой рулевого управления и системой движения в соответствии с планом скоординированных маршрутов. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 9 ил., 2 табл.

Изобретение относится к модулю обнаружения препятствий и роботу-уборщику, включающему упомянутый модуль. Робот-уборщик содержит корпус, приводное устройство для приведения в движение корпуса, модуль обнаружения препятствий для обнаружения препятствий вокруг корпуса и устройство управления для управления приводным устройством на основании результатов, полученных модулем обнаружения препятствий. Модуль обнаружения препятствий содержит по меньшей мере один излучатель света и приемник света. Излучатель света включает в себя источник света и широкоугольную линзу для преломления или отражения света от источника света для рассеивания падающего света в виде плоского света. Приемник света содержит отражающее зеркало для повторного отражения отраженного света, отражаемого препятствием, для генерации отраженного света, оптическую линзу, отнесенную от отражающего зеркала на заданное расстояние, чтобы позволить отраженному свету проходить через оптическую линзу, и датчик изображений и схему обработки изображений. Изобретение позволяет повысить точность обнаружения препятствий без использования множества датчиков или отдельного сервомеханизма. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 52 ил.

Изобретение относится к управлению движением космического аппарата (КА) реактивными и аэродинамическими средствами. На заключительном этапе реализации способа - после снижения аэродинамической силы до величины меньшего порядка, чем гравитационная - вектором тяги двигателя управляют из условий минимизации потребных энергозатрат и обеспечения высокой точности формирования заданной орбиты. Первое условие обеспечивается минимально возможными углами атаки, допускающими выведение на орбиту. Второе - применением адаптивного алгоритма, формирующего управляющее воздействие в зависимости от текущего и конечного положений КА. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности управления выведением КА на орбиту искусственного спутника планеты путем улучшения показателей энергетики, точности и устойчивости. 1 ил.

Группа изобретений относится к беспилотной авиационной системе, беспилотному летательному аппарату и способу предотвращения столкновений при его полете. Беспилотный летательный аппарат содержит систему создания подъемной силы и тяги, систему управления полетом, систему предупреждения столкновений. Система управления полетом содержит блок управления с автопилотом, навигационную систему, систему силовых приводов, устройство передачи данных внешней управляющей станции. Беспилотная авиационная система содержит беспилотный летательный аппарат, управляющую станцию с устройством ввода, канал передачи данных. Для предотвращения столкновений при полете беспилотного летательного аппарата осуществляют регистрацию ситуации столкновения, формируют и передают данные по предотвращению столкновения в устройство автопилота, с помощью которого инициируют маневр уклонения. При получении сигнала блокировки из внешней управляющей станции блокируют маневр уклонения и возвращают беспилотный летательный аппарат на первоначальную траекторию. Обеспечивается автоматическое уклонение беспилотного летательного аппарата от столкновения. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 15 ил.

Группа изобретений относится к способу и устройству для формирования траектории летательного аппарата. Для формирования траектории летательного аппарата в блок памяти передают сигналы, пропорциональные координатам, курсу и горизонтальной скорости цели, запоминают их на момент поступления, передают или вводят заданную величину промаха, сравнивают полученные сигналы, оценивают отклонения ЛА по курсу и дальности, получают поправку к текущему курсу и запоминают ее в выходном буфере, передают из буфера в систему автоматического управления курсом ЛА для отработки, обеспечивают движения ЛА по заданному радиусу вокруг цели, формируют новую траекторию при движении цели. Устройство для формирования траектории содержит коммутатор, блок памяти, два вычитающих устройства, выходной буфер, блок дальности, блок фиктивной цели, блок углового смещения, логический блок, соединенные определенным образом. Блок фиктивной цели содержит два делителя, вычислитель арксинуса, вычислитель арктангенса, устройство сравнения, умножитель, два арифметических устройства. Блок углового смещения содержит два вычислителя синуса, два умножителя, вычитающее устройство. Логический блок содержит два блока сравнения с заданной величиной, усилитель, два вычитающих устройства, пять умножителей, два делителя, два инвертора, вычислитель арктангенса, два сумматора. Обеспечивается автоматическое формирование траектории ЛА при движении цели. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области автоматического управления и может быть использовано при построении высоконадежных резервированных устройств и систем, содержащих измерители с числоимпульсным выходом (датчики угловой скорости, акселерометры и т.д.), где наряду с достижением высокой надежности требуется достижение высокой точности. Технический результат заключается в повышении точности измеряемого параметра, в качестве которого используется «средний» сигнал измерителя из группы n измерителей с числоимпульсным выходом. Для достижения этого результата заявляемое устройство содержит блок выбора среднего сигнала и n блоков масштабирования, каждый из которых содержит регистры задания цены положительного и отрицательного приращения, регистр задания сигнала компенсации, сумматор, цифровой компаратор и триггер, которые производят компенсацию различного значения цены выходного импульса каждого датчика и его начального смещения, что обеспечивает повышение точности. При выходе из строя измерителя устройство фиксирует отказ и продолжает работу без потери информации. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу управления летательным аппаратом (ЛА) при заходе на посадку. Для управления ЛА при заходе на посадку измеряют с помощью инерциальной навигационной системы (ИНС), систем воздушных сигналов (СВС), спутниковой навигационной системы (СНС) курс, крен и тангаж ЛА, угловую, горизонтальную и вертикальную скорости ЛА, координаты и высоту ЛА, формируют курс взлетно-посадочной полосы (ВПП) на основе уточненных координат высоты ЛА и координат высоты ВПП, формируют сигналы управления угловым положением ЛА по крену и тангажу, измеряют в автоматическом или ручном режиме угловое положение ЛА в соответствии со сформированными сигналами управления, формируют траекторию посадки с заданным экипажем углом наклона, совпадающую по направлению с курсом ВПП, с помощью курсового, глиссадного и дальномерного радиомаяков (КРМ, ГРМ и ДРМ). В случае отсутствия на борту ЛА сигналов «Готовность курса (глиссады или дальности)» сигналы управления формируют с помощью параметров виртуального курсового (глиссадного или дальномерного) маяков (ВКРМ, ВГРМ, ВДРМ), размещенных определенным образом. Определяют координаты и высоту ВГРМ, пеленг ВКРМ и угла места ВГРМ относительно ЛА. Определяют рассогласование пеленга ВКРМ относительно ЛА и курса ВПП, рассогласование угла места ВГРМ относительно ЛА и заданного экипажем угла наклона траектории посадки для корректировки сигналов управления. Обеспечивается надежность системы посадки. 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к авиационной технике. Техническим результатом является повышение эффективности пространственной ориентации пилотов. Способ пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке включает формирование виртуальной посадочной глиссады с использованием комплекса, содержащего наголовный модуль, систему позиционирования, включающую средство определения трех линейных и трех угловых координат положения воздушного судна в пространстве, компьютер и модуль памяти с координатами посадочных глиссад, при этом наголовный модуль представляет собой очки смешанной реальности с призмами для вывода на прозрачные стекла очков стереопар виртуальных объектов - маркеров посадочной глиссады, система позиционирования связана с компьютером, генерирующим стереопары виртуальных объектов-маркеров посадочной глиссады для очков смешанной реальности.

Наверх