远程激光制导飞行器控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种远程激光制导飞行器控制系统，该控制系统引入旋翼无人机搭载照射单元，通过图像识别的方式选择追踪照射目标，并且控制旋翼无人机规划其自身的飞行轨迹，兼顾自身安全和照射效果，从而持续提供必要的激光导引。导引。导引。

【技术实现步骤摘要】
远程激光制导飞行器控制系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及远程激光制导飞行器控制领域，具体涉及一种通过旋翼无人机作为观测追踪平台的远程激光制导飞行器控制系统。

技术介绍

[0002]激光制导飞行器的基本工作原理是：在弹道末段，激光照射器照射目标，飞行器上激光探测器实时探测目标漫反射的激光信号；当目标进入探测器视场后，激光探测器可根据目标偏离视场中心的偏差信号控制相应的脉冲发动机或舵机，对飞行弹道进行修正，实现对目标的精确打击，大大提高了飞行器的命中精度。
[0003]传统激光制导飞行器系统工作流程和特点：在传统飞行器执行工作时，先由观测单元搜索目标并测算其位置，然后指挥单元根据射表解算出发射仰角，测算诸元后下达发射指令，发射单元发射多枚飞行器。前方照射单元用激光照射目标，从而使得飞行器接收到目标上漫反射的激光信号，进行制导控制，但是照射单元上的照射激光工作距离有限，如果距离目标过远，激光强度衰减严重，难以起到预期的制导作用，而照射单元如果距离目标过近，也会增大被目标发现的可能性，所以照射单元的安全性一直难以得到切实的保障。
[0004]由于上述原因，本专利技术人针对传统激光制导飞行器系统的弊端，对传统远程激光制导飞行器控制系统做了深入研究，以期待设计出一种能够解决上述问题的远程激光制导飞行器控制系统。

技术实现思路

[0005]为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，设计出一种远程激光制导飞行器控制系统，该控制系统引入旋翼无人机搭载照射单元，通过图像识别的方式选择追踪照射目标，并且控制旋翼无人机规划其自身的飞行轨迹，兼顾自身安全和照射效果，从而持续提供必要的激光导引，从而完成本专利技术。
[0006]具体来说，本专利技术的目的在于提供以一种远程激光制导飞行器系统，该系统包括发射单元1、指挥单元2和旋翼无人机3，
[0007]其中，所述发射单元1用于发射飞行器，
[0008]所述指挥单元2用于与发射单元1和旋翼无人机3进行信息交互；
[0009]在所述旋翼无人机3上安装有图像捕捉模块31、解算模块32和激光照射模块33，
[0010]所述解算模块32用以控制旋翼无人机的飞行轨迹，还用于选择激光照射目标。
[0011]其中，所述图像捕捉模块31用于实时获取目标区域的地面图像信息，并且从地面图像寻找目标。
[0012]当所述旋翼无人机3发现目标后，通过图像捕捉模块31选定包含目标所在位置的目标区域，找出该目标区域中的所有目标，并且分别标记出各个目标的种类。
[0013]其中，所述解算模块32包括目标权重选择子模块321和路径规划子模块322；
[0014]当所述目标区域中包含多个目标时，通过目标权重选择子模块321选择最终目标。
[0015]所述路径规划子模块322用于解算出旋翼无人机的照射位置，并控制旋翼无人机飞到该照射位置，在照射位置发射导引激光照射目标。
[0016]本专利技术还提供一种激光制导飞行器控制方法，该方法包括如下步骤：
[0017]步骤1，通过旋翼无人机连续获得地面图像信息，并分析该地面图像中是否包含目标，
[0018]步骤2，在发现目标后，控制旋翼无人机上升，获得目标区域的图像信息，标注出该目标区域中目标的位置和种类，并选择最终目标，
[0019]步骤3，解算照射位置或者待命位置，并控制旋翼无人机飞向该照射位置/待命位置，
[0020]步骤4，通过指挥单元2控制发射单元1发射飞行器，在飞行器进入末制导段前1秒控制激光照射模块33发出导引激光照射最终目标。
[0021]本专利技术还提供一种从目标区域中挑选最终目标的方法，该方法中：
[0022]首先识别出目标区域内的全部目标，
[0023]逐一解算各个目标的权重值，并且选择权重值最大的目标为最终目标；
[0024]优选地，通过下式(一)逐一解算各个目标的权重值：
[0025]Q＝x
类型
×
0.4+x
机动
×
0.25+x
威胁
×
0.35
ꢀꢀꢀ
(一)
[0026]其中，Q表示目标权重，x
类型
表示目标类型对应的权重积分，x
机动
表示目标运动速度对应的权重积分，x
威胁
表示目标威胁程度对应的权重积分。
[0027]本专利技术所具有的有益效果包括：
[0028](1)根据本专利技术提供的远程激光制导飞行器控制系统及其控制方法通过旋翼无人机发射导引激光，无人机机动性强、视野广，容易搜索、捕获、跟踪目标；
[0029]另外，无人机体积小、隐蔽性好，更容易接近目标进行侦察；
[0030](2)根据本专利技术提供的远程激光制导飞行器控制系统及其控制方法中的旋翼无人机具有目标选择能力和照射位置选择能力，既能够结合实际情况选择最优目标，还能够保护自身不被发现，提高生存能力。
[0031](3)根据本专利技术提供的远程激光制导飞行器控制系统及其控制方法中旋翼无人机能够发现多个目标，也能够按照最优顺序依次引导多个飞行器。
附图说明
[0032]图1示出根据本专利技术一种优选实施方式的远程激光制导飞行器控制系统整体结构逻辑图；
[0033]图2示出实施例中目标区域及照射位置示意图；
[0034]图3示出实施例中飞行器的飞行轨迹；
[0035]图4示出图3的局部放大图。
[0036]附图标号说明：
[0037]1-发射单元
[0038]2-指挥单元
[0039]3-旋翼无人机
[0040]31-图像捕捉模块
[0041]32-解算模块
[0042]321-目标权重选择子模块
[0043]322-路径规划子模块
[0044]323-计时模块
[0045]33-激光照射模块
具体实施方式
[0046]下面通过附图和实施例对本专利技术进一步详细说明。通过这些说明，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚明确。
[0047]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0048]根据本专利技术提供的远程激光制导飞行器控制系统，如图1中所示，该系统包括发射单元1、指挥单元2和旋翼无人机3，其中，所述发射单元1用于发射飞行器，还用于在发射前调整飞行器的发射角度，以便于调整飞行器的轨迹高度及飞行距离；并且在发射时给予飞行器足够大的初速度；
[0049]所述指挥单元2用于与发射单元1、旋翼无人机3和飞行器进行信息交互；包括接收发射单元1、旋翼无人机3和飞行器发出的信息，在进行相应处理后再给发射单元1、观测单元3和飞行器发送控制指令。
[0050]优选地，所述指挥单元2接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种远程激光制导飞行器控制系统，其特征在于，该包括发射单元(1)、指挥单元(2)和旋翼无人机(3)，其中，所述发射单元(1)用于发射飞行器，所述指挥单元(2)用于与发射单元(1)和旋翼无人机(3)进行信息交互；在所述旋翼无人机(3)上安装有图像捕捉模块(31)、解算模块(32)和激光照射模块(33)，所述解算模块(32)用以控制旋翼无人机的飞行轨迹，还用于选择激光照射目标。2.根据权利要求1所述的远程激光制导飞行器控制系统，其特征在于，所述图像捕捉模块(31)用于实时获取目标区域的地面图像信息，并且从地面图像寻找目标。3.根据权利要求1所述的远程激光制导飞行器控制系统，其特征在于，当所述旋翼无人机(3)发现目标后，通过图像捕捉模块(31)选定包含目标所在位置的目标区域，找出该目标区域中的所有目标，并且分别标记出各个目标的种类。4.根据权利要求3所述的远程激光制导飞行器控制系统，其特征在于，所述解算模块(32)包括目标权重选择子模块(321)和路径规划子模块(322)；当所述目标区域中包含多个目标时，通过目标权重选择子模块(321)选择最终目标。5.根据权利要求4所述的远程激光制导飞行器控制系统，其特征在于，所述目标权重选择子模块(321)通过下式(一)逐一解算各个目标的权重值，并且选择权重值最大的目标为最终目标，Q＝x
类型
×
0.4+x
机动
×
0.25+x
威胁
×
0.35
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(一)其中，Q表示目标权重，x
类型
表示目标类型对应的权重积分，x
机动
表示目标运动速度对应的权重积分，x
威胁
表示目标威胁程度对应的权重积分。6.根据权利要求4所述的远程激光制导飞行器控制系统，其特征在于，所述路径规划子模块(322)用于解算出旋翼无人机的照射位置，并控制旋翼无人机飞到该照射位置，在照射位置发射导引激光照射目标。7.根据权利要求6所述的远程激光制导飞行器控制系统，其特征在于，当所述目标区域包含的目标中没有侦察车时，所述路径规划子模块(322)通过下式(三)解算照射位置，其中，(x1,y1,z1)表示地面坐标系中无人机的照射位置，(x
目标
,y
目标
,z
目标
)表示地面坐标系中最终目标的位置，(x
次要
,y
次要
,z
次要
)表示地面坐标系中权重值第二的目标的位置；优选地，当所述目标区域包含的目标中含有侦察车，且侦察车的侦察半径小于特定值时，所述路径规划子模块(322)通过下式(四)解算照射位置，
其中，(x2,y2,z2)表示地面坐标系中无人机的照射位置，(x
C
,y
C
,z
C
)表示地面坐标系中侦察车点C的位置，(x
目标
,y
目标
,z
目标
)表示地面坐标系中最终目标的位置，R2表示侦察车的侦察半径。8.一种激光制导飞行器控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1，通过旋翼无人机连续获得地面图像信息，并分析该地面图像中是否包含目标，步骤2，在发现目标后，控制旋翼无人机上升，获...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，李涛，林德福，王伟，王江，宋韬，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：