10.14489/vkit.2021.03.pp.003-011

DOI: 10.14489/vkit.2021.03.pp.003-011

Лисицын В. М., Себряков Г. Г., Обросов К. В., Сафонов В. А.
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССОГЛАСОВАНИЯ ОРИЕНТАЦИЙ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ И ИНЕРЦИАЛЬНОЙ СИСТЕМ ВЕРТОЛЕТА
(с. 3-11)

Аннотация. Предложен метод определения рассогласования приборных систем координат разных постов оптико-электронной системы вертолета между собой и с инерциальной навигационной системой. Метод не требует предполетной подготовки и основан на обработке потоков видеоинформации, формируемых тепловизионными и телевизионными каналами оптико-электронной системы, и использовании информации инерциальной навигационной системы при выполнении специального маневра. Предварительное моделирование показало высокие потенциальные возможности предложенного метода.

Ключевые слова: согласование систем координат; юстировка оптико-электронных систем; обработка видеопотока; специальный маневр; вектор угловой скорости.

Lisitsyn V. M., Sebryakov G. G., Obrosov K. V., Safonov V. A.
METHOD FOR DETERMINING THE MISALIGNMENT OF OPTICAL-ELECTRONIC AND INERTIAL ORIENTATIONS HELICOPTER SYSTEMS
(pp. 3-11)

Abstract. A unique method for determining the misalignment of the orientation of the instrumental coordinate systems of different posts of the optical-electronic system of a helicopter with each other and with an inertial navigation system is proposed. The method does not require preflight preparation, and is based on processing video information streams generated by thermal imaging and television channels of the optical-electronic system, and using information from an inertial navigation system. The method involves the helicopter performing a special maneuver, which is a rotation of the helicopter at a low altitude. This maneuver can be automated. When the helicopter rotates, trajectories of characteristic points of the underlying surface and airfield infrastructure are formed on the images. In general, the trajectories of these points are hyperbolas, which are approximated by straight lines. The parameters of these straight lines are determined using the least squares method. The angle of inclination of straight lines in the screen coordinate system determines the position of the angular velocity vector in the instrument coordinate systems. Since all the posts of the optical-electronic system measure the same vector, it is possible to determine their mismatch in roll between themselves and with the inertial navigation system. Preliminary modeling showed high potentialities of the proposed method. The method can be considered as an integral part of a more general method for coordinating coordinate systems in roll, pitch and course based on processing video streams of optical-electronic systems. When the method is used in real conditions, the errors in estimating the angular misalignment of the optical-electronic and inertial systems of a helicopter can be in units of arc minutes.

Keywords: Coordination of coordinate systems; Adjustment of optical-electronic systems; Video stream processing; Special maneuver; Angular velocity vector.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

В. М. Лисицын, Г. Г. Себряков, К. В. Обросов, В. А. Сафонов (ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем» ГНЦ РФ, Москва, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

V. M. Lisitsyn, G. G. Sebryakov, K. V. Obrosov, V. A. Safonov (State Research Institute of Aviation Systems, State Scientific Center of Russian Federation, Moscow, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Липтон А. Выставка инерциальных систем на подвижном основании / пер. с англ. Л. Г. Клибанова; под ред. В. Л. Леонидова. М.: Наука, 1971. 167 с.
2. Schneider A. M. Kalman Filter Formulation for Transfer Alignment of Strapdown Inertial Units // Journal of the Institute of Navigation. 1983. V. 30, No. 1. Р. 72 – 89. DOI: 10.1002/J.2161-4296.1983.TB00824.X
3. Бельский А. Б. Основные задачи и требования к бортовым ОЭС для современных и перспективных вертолетов // XXV Междунар. науч.-техн. конф. и школа по фотоэлектронике и приборам ночного видения: тр. конф. В 2-х т. Т. 1. М., 2018. С. 21 – 23.
4. Определение направления полета по сигналам оптико-электронной системы переднего обзора / С. М. Мужичек и др. // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2013. № 5. С. 8 – 14.
5. Пат. 2556286 Рос. Федерация, МПК G01C 21/12. Способ измерения курса летательного аппарата / Мужичек С. М., Обросов К. В., Лисицын В. М., Ким В. Я., Милых И. А.; заявитель и патентообладатель Мужичек С. М. и др. № 2014115385/28; заявл. 17.04.2014; опубл. 10.07.2015, Бюл. № 19. 15 с.
6. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений / пер. с англ. Л. И. Рубанова, П. А. Чочиа. Изд. 3-е, испр. и доп. М.: Техносфера, 2012. 1104 с.
7. Беклемишев Д. В. Курс аналитической геометрии и линейной алгебры: учеб. для вузов. 10-е изд., испр. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. 304 с.
8. Ивченко Г. И., Медведев Ю. И. Математическая статистика: учебник. М.: ЛИБРОКОМ, 2014. 352 с.

Eng

1. Lipton A. (1971). Exhibition of inertial systems on a moving base. Moscow: Nauka. [in Russian language]
2. Schneider A. M. (1983). Kalman Filter Formulation for Transfer Alignment of Strapdown Inertial Units. Journal of the Institute of Navigation, Vol. 30, (1), pp. 72 – 89. DOI:10.1002/J.2161-4296.1983.TB00824.X
3. Bel'skiy A. B. (2018). The main tasks and requirements for onboard ECOs for modern and advanced helicopters. XXV International Scientific and Technical Conference and School on Photoelectronics and Night Vision Devices: Conference Proceedings. In 2 volumes. Vol. 1, pp. 21 – 23. Moscow. [in Russian language]
4. Muzhichek S. M. et al. (2013). Determining the direction of flight by signals of the forward looking optoelectronic system. Vestnik komp'yuternyh i informatsionnyh tekhnologiy, (5), pp. 8 – 14. [in Russian language]
5. Muzhichek S. M., Obrosov K. V., Lisitsyn V. M., Kim V. Ya., Milyh I. A. Method for measuring the course of an aircraft. Ru Patent No. 2556286. Russian Federation. [in Russian language]
6. Gonsales R., Vuds R. (2012). Digital imaging. 3rd ed. Moscow: Tekhnosfera. [in Russian language]
7. Beklemishev D. V. (2005). Analytical geometry and linear algebra course: university textbook. 10th ed. Moscow: FIZMATLIT. [in Russian language]
8. Ivchenko G. I., Medvedev Yu. I. (2014). Mathematical statistics: textbook. Moscow: LIBROKOM. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 450 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/vkit.2021.03.pp.003-011

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 450 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/vkit.2021.03.pp.003-011

and fill out the form