[發明專利]適用于海上作業直升機的全自動牽引校正入庫系統及方法

有效

• 申請號: 202211497580.0
• 申請日: 2022-11-27
• 公開（公告）號: CN116039941B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 王立新;趙丁選;張祝新;劉謙
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B64F1/22
• 分類號: B64F1/22;B64F1/12
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 王冬杰

本發明公開了一種適用于海上作業直升機的全自動牽引校正入庫系統，其包括：快速系留裝置及安裝于其后壁的廣角相機、縱向牽引裝置、DSP控制單元、MCU控制單元、直升機及其系留桿，并基于此提供一種校正方法，其包括：采集直升機轉向輪姿態圖像，計算直升機偏航角和轉向輪偏轉角，計算直升機轉向輪、第一機輪和第二機輪在甲板坐標系中的位置坐標并與牽引指示線進行邊界判斷，提取適合直升機運動的最優路徑，計算橫向和縱向運動位置控制指令，驅動直升機運動，重復執行前述操作直至自動牽引校正入庫完成。本發明所提方法全程無需人為干預，降低了操作難度，提升了轉運效率，保障了艦面輔助人員及設備的安全，在船舶、軍工等領域具有重要的實用價值。

技術領域

本發明屬于海上作業直升機安全綜合保障技術領域，特別是一種適用于海上作業直升機的全自動牽引校正入庫系統及方法。

背景技術

海上作業直升機常在惡劣海況下執行作業任務，直升機回收和放飛技術為直升機起降安全提供了保障。如何在直升機完成任務后安全、快速地轉運至機庫內，對進一步提高直升機出勤率和安全性具有重要意義。目前，常用的直升機安全保障系統包括魚叉-格柵裝置、E系統、RAST系統、ASIST系統以及中國船舶工業系統工程研究院提出的一種海上作業直升機的安全快速回收和放飛系統，上述系統都無法完全實現自動牽引校正入庫，多采用人工或牽引車導向的人工牽引方式，實施過程中需要多名艦面人員配合操作，且受到操作人員水平和經驗的影響，無法可靠保證直升機可以快速、高效、安全地由降落點牽引至機庫。為解決這一問題，需要發展一種適用于海上作業直升機的全自動牽引校正入庫系統及方法，以有效提升海上作業直升機轉運過程中的作業效率、保障艦面輔助人員及設備的安全。

發明內容

本發明針對上述現有直升機牽引校正技術的局限性，提出一種適用于海上作業直升機的全自動牽引校正入庫系統及方法，該方法尤其適用于操作難度更高的彎軌道直升機轉運系統，可有效解決人工牽引操作難度高、安全性差的問題，可提升直升機轉運作業效率，充分保障艦面輔助人員及設備的安全，在船舶、軍工等領域具有重要的實用價值。

本發明所采用的是一種全新的技術方案，包括系統和實施步驟兩部分，具體方案如下：

一種適用于海上作業直升機全自動牽引校正入庫系統包括：用于橫向校正直升機運動的快速系留裝置、用于采集直升機轉向輪姿態圖像且安裝于快速系留裝置后壁的廣角相機、用于縱向牽引直升機運動的縱向牽引裝置、由DSP控制單元和MCU控制單元組成控制系統、直升機及直升機系留桿。

一種適用于海上作業直升機全自動牽引校正入庫方法實施步驟包括：由廣角相機采集直升機轉向輪姿態圖，計算直升機偏航角和直升機轉向輪偏轉角，計算直升機轉向輪、第一機輪和第二機輪在甲板坐標系中的位置坐標，對直升機轉向輪、第一機輪和第二機輪坐標與牽引指示線進行邊界判斷，提取適合直升機運動的最優運動路徑，計算橫向和縱向運動位置控制指令，由快速系留裝置驅動直升機橫向運動，牽引動力裝置驅動直升機縱向運動，重復執行前述操作直至直升機自動牽引校正入庫完成。本發明所提方法全程無需人為干預，具有安全性高、智能化的優點。

所述一種適用于海上作業直升機全自動牽引校正入庫系統具有如下特征：

所述快速系留裝置上安裝有機械爪，所述機械爪與安裝在直升機腹部的直升機系留桿為圓柱副連接，在快速系留裝置橫向校正直升機運動的過程中，機械爪始終垂直于牽引軌道跟隨直升機運動；

所述廣角相機安裝于快速系留裝置的后壁中央位置，并跟隨快速系留裝置運動，在快速系留裝置與縱向牽引裝置牽引直升機運動的過程中，廣角相機能夠始終實時拍攝直升機轉向輪的姿態；

所述縱向牽引裝置牽引直升機運動過程中，快速系留裝置始終沿牽引軌道跟隨直升機運動，所述縱向牽引裝置包括記錄快速系留裝置在軌道上位置的編碼器，所述牽引軌道分為五段，包括牽引軌道第一段、牽引軌道第二段、牽引軌道第三段、牽引軌道第四段和牽引軌道第五段；