一种基于无人机的多模式制导模拟系统及制导模拟方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无人机的多模式制导模拟系统及制导模拟方法，本发明专利技术采用无人机与搭载有可见光电视、红外热像仪、激光光斑跟踪器的光电吊舱，再结合地面激光目标指示器对目标进行激光照射，可分别实现可见光电视制导、红外制导、半主动激光制导模拟，制导模拟方式多样，使用灵活，并可昼夜工作，实现空对地制导武器对目标的捕获、跟踪及制导模拟，模拟空对地制导武器相对目标的空中机动过程，工作过程可视且可控，从而实现低成本、可重复、多模式的制导模拟系统，满足现有对制导模拟不同使用需求。需求。需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机的多模式制导模拟系统及制导模拟方法


[0001]本专利技术涉及无人机
，特别是涉及一种基于无人机的多模式制导模拟系统及制导模拟方法。

技术介绍

[0002]为提升制导武器打击精度或提升防御水平，采用制导武器打靶测试与训练是最直接最有效的检验手段，但费用昂贵，测试周期长，同时，实弹打靶测试破坏性大，对人员技能以及测试环境要求高，重复性差，并对相关人员和周边设备设施的安全性造成威胁。所以，如何低成本、可重复利用来完成制导模拟成为成为现在亟待需要解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种基于无人机的多模式制导模拟系统及制导模拟方法，以解决现有技术中不能很好地实现制导模拟的问题。
[0004]第一方面，本专利技术提供了一种基于无人机的多模式制导模拟系统，所述系统包括：光电吊舱和地面控制站，所述光电吊舱设置在无人机上，且所述光电吊舱内进一步设有可见光电视、红外热像仪、激光光斑跟踪器、主控单元、视频跟踪单元和伺服系统，其中，所述可见光电视、所述红外热像仪和所述激光光斑跟踪器的视轴一致；
[0005]通过所述可见光电视、所述红外热像仪以及所述激光光斑跟踪器的光学载荷来采集目标的状态信息，并将采集到的目标的状态信息发送给所述主控单元，并由所述主控单元将目标的状态信息发送给所述地面控制站；
[0006]所述视频跟踪单元，用于根据目标在视场中心的脱靶量计算伺服调整量，并将所述伺服调整量发送给所述伺服系统，以通过所述伺服系统来对所述光电吊舱进行调整，使得目标始终控制在视场中心；
[0007]所述地面控制站，用于根据所述可见光电视、所述红外热像仪和所述激光光斑跟踪器发送来的目标的状态信息，结合无人机的飞行数据，实现当前光学载荷所模拟的导引头的制导功能，并通过所述视频跟踪单元对整个模拟过程进行目标捕获、跟踪及制导的模拟，进而实现模拟空对地制导武器相对目标的空中机动过程。
[0008]可选地，通过所述可见光电视、所述红外热像仪以及所述激光光斑跟踪器的光学载荷来采集目标的状态信息，包括：通过所述可见光电视、所述红外热像仪采集目标的视频信息，并通过所述激光光斑跟踪器采集目标的激光光斑的脱靶量。
[0009]可选地，所述地面控制站还用于，根据所述可见光电视、所述红外热像仪采集的目标的视频信息确定目标的位置和状态，并根据所述目标的位置和状态对所述可见光电视、所述红外热像仪和所述激光光斑跟踪器进行控制。
[0010]可选地，所述光电吊舱内还包括：图像存储单元；所述图像存储单元，用于对所述可见光电视、所述红外热像仪采集到的视频信息进行存储。
[0011]可选地，所述方法还包括：所述视频跟踪单元还用于，将所述可见光电视和所述红
外热像仪采集到的视频信息与预存的图像信息进行匹配，如果匹配成功，则触发实现当前光学载荷所模拟的导引头的制导功能。
[0012]可选地，所述地面控制站还用于，根据所述视频信息中目标大小、作用距离、使用环境要求，确定满足测试及训练要求的可见光电视或红外热像仪传感器分辨率和焦距大小，并确定采用连续变焦或定焦镜头，同时确定制冷型红外或非制冷型红外热像仪，以及确定激光光斑跟踪器的捕获距离、工作波段和激光编码类型。
[0013]可选地，所述光电吊舱包括多种型号，且每一种型号的光电吊舱具有不同的体积和重量，即每一种类型的光电吊舱内均根据测试及训练要求而配置有对应的光学载荷，以使得能够根据无人机负载能力、所承载的重量、尺寸要求以及使用环境来选择满足对应型号的光电吊舱。
[0014]可选地，所述光电吊舱还包括稳定平台；所述可见光电视、所述红外热像仪、所述激光光斑跟踪器、所述主控单元、所述视频跟踪单元和所述伺服系统均设置在所述稳定平台上，以通过所述稳定平台对所述可见光电视、所述红外热像仪和所述激光光斑跟踪器进行方位和俯仰的稳定控制。
[0015]可选地，所述光电吊舱还包括减振机构；通过所述减振机构将所述稳定平台与无人机进行连接。
[0016]第二方面，本专利技术提供了一种基于上述中任一种所述的无人机的多模式制导模拟系统进行制导模拟的方法，所述方法包括：
[0017]在使用可见光电视和红外成像制导模拟时，将所述可见光电视和所述红外热像仪采集到的目标的状态信息实时通过主控单元传输到地面控制站，所述地面控制站根据对所述状态信息的处理确定目标信息及无人机的飞行状态，在确定搜索到目标后，触发视频跟踪单元对目标进行自动闭环跟踪，确保所述可见光电视和所述红外模拟导引头始终将目标控制在视场中心，并根据所述地面控制站的触发进行可见光电视和红外成像制导模拟；
[0018]在使用半主动激光制导模拟时，根据光电吊舱的伺服系统反馈的目标状态中的方位角、俯仰角，激光光斑跟踪器反馈的激光光斑中心脱靶量以及无人机飞行状态信息，判断无人机飞行姿态，触发所述视频跟踪单元对激光光斑中心的自动闭环跟踪，确保半主动激光模拟导引头始终将激光光斑中心控制在预设角度偏差范围内，同时，所述地面控制站控制无人机飞向目标，以模拟空对地制导武器相对目标的空中机动过程，实现对所述目标的捕获、跟踪及制导的模拟。
[0019]本专利技术有益效果如下：
[0020]本专利技术采用无人机与搭载有可见光电视、红外热像仪、激光光斑跟踪器的光电吊舱，再结合地面激光目标指示器对目标进行激光照射，可分别实现可见光电视制导、红外制导、半主动激光制导模拟，制导模拟方式多样，使用灵活，并可昼夜工作，实现空对地制导武器对目标的捕获、跟踪及制导模拟，模拟空对地制导武器相对目标的空中机动过程，工作过程可视且可控，从而实现低成本、可重复、多模式的制导模拟系统，满足现有对制导模拟不同使用需求。
[0021]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0022]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0023]图1是本专利技术实施例提供一种基于无人机的多模式制导模拟系统的结构示意图；
[0024]图2是本专利技术实施例提供的光电吊舱的工作示意图；
[0025]图3是本专利技术实施例提供的光电吊舱主要组成框图；
[0026]图4是本专利技术实施例提供的光电吊舱内部工作原理示意图；
[0027]图5是本专利技术实施例提供的光电吊舱的工作模式示意图。
具体实施方式
[0028]本专利技术实施例针对现有无法有效模拟制导的问题，而提供一种轻量化、小型化、集成化程度高的多模式制导模拟系统，实践证明，本专利技术的基于无人机的多模式制导模拟系统能够应用于制导武器系统测试及训练，降低了测试与训练成本，并且本专利技术对人员及工作环境要求低，重复性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的多模式制导模拟系统，其特征在于，包括：光电吊舱和地面控制站，所述光电吊舱设置在无人机上，且所述光电吊舱内进一步设有可见光电视、红外热像仪、激光光斑跟踪器、主控单元、视频跟踪单元和伺服系统，其中，所述可见光电视、所述红外热像仪和所述激光光斑跟踪器的视轴一致；通过所述可见光电视、所述红外热像仪以及所述激光光斑跟踪器的光学载荷来采集目标的状态信息，并将采集到的目标的状态信息发送给所述主控单元，并由所述主控单元将目标的状态信息发送给所述地面控制站；所述视频跟踪单元，用于根据目标在视场中心的脱靶量计算伺服调整量，并将所述伺服调整量发送给所述伺服系统，以通过所述伺服系统来对所述光电吊舱进行调整，使得目标始终控制在视场中心；所述地面控制站，用于根据所述可见光电视、所述红外热像仪和所述激光光斑跟踪器发送来的目标的状态信息，结合无人机的飞行数据，实现当前光学载荷所模拟的导引头的制导功能，并通过所述视频跟踪单元对整个模拟过程进行目标捕获、跟踪及制导的模拟，进而实现模拟空对地制导武器相对目标的空中机动过程。2.根据权利要求1所述的多模式制导模拟系统，其特征在于，通过所述可见光电视、所述红外热像仪以及所述激光光斑跟踪器的光学载荷来采集目标的状态信息，包括：通过所述可见光电视、所述红外热像仪采集目标的视频信息，并通过所述激光光斑跟踪器采集目标的激光光斑的脱靶量。3.根据权利要求2所述的多模式制导模拟系统，其特征在于，所述地面控制站还用于，根据所述可见光电视、所述红外热像仪采集的目标的视频信息确定目标的位置和状态，并根据所述目标的位置和状态对所述可见光电视、所述红外热像仪和所述激光光斑跟踪器进行控制。4.根据权利要求2所述的多模式制导模拟系统，其特征在于，所述光电吊舱内还包括：图像存储单元；所述图像存储单元，用于对所述可见光电视、所述红外热像仪采集到的视频信息进行存储。5.根据权利要求1所述的多模式制导模拟系统，其特征在于，所述方法还包括：所述视频跟踪单元还用于，将所述可见光电视和所述红外热像仪采集到的视频信息与预存的图像信息进行匹配，如果匹配成功，则触发实现当前光学载荷所模拟的导引头的制导功能。6.根据权利要求5所述的多模式制导模拟系统，其特征在于，所述地面控制站还用于，根据所述视频信息中目标大小、作用距离、使用环境要求，确...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏志强，
申请(专利权)人：电视电声研究所中国电子科技集团公司第三研究所，
类型：发明
国别省市：