[發明專利]一種多無人機協同偵察移動目標的方法

有效

• 申請號: 201110406408.5
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102419598A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 姚敏;趙敏;姜肖英;王緒芝
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G05D1/12
• 分類號: G05D1/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明涉及一種基于無人機的偵察方法，尤其涉及一種基于無人機對移動目標的進行協同偵察的方法。

背景技術

無人機(Unmanned?Aerial?Vehicle，UAV)以其使用靈活、生存概率高、機載配置多樣化、滯空時間長、操作靈活、經濟實用、訓練維修成本低、武器平臺性能不受人類生理條件限制等優點，在偵察、對地攻擊、戰場毀傷評估、干擾、欺騙(誘餌)、信息中繼、對地支援等諸多領域得到了成功的運用。此外，無人機還具有減少參戰人員的傷亡，降低裝備和使用成本等作用，因此正逐步受到各國的重視。與有人飛機相比，無人機具有以下優勢：

1)設計自由度大。在設計上無人機沒有駕駛艙及相關的環控救生設備，除降低了飛機的重量和成本外，還大大放寬了飛機設計的一些限制，如飛機發動機的位置可以更加合理。由于不考慮人的因素，飛機的機動載荷因數可以更高，可以采用更先進的氣動布局、結構設計。

2)成本低。在設計制造上無需復雜的機體和種類繁多的各種機載設備，只需一些必要的傳感器。作戰成本也低于遠距離發射巡航導彈或超視距空空導彈的費用，效費比高。而且使用和維護費用低，操縱人員培訓相對簡單。與常規飛機相比，使用維護成本可節約達50％之多。

3)無人機可以執行一些對于有人駕駛飛機來說非常危險的任務，可以深入到敵方軍事要地上空實施偵察、干擾、引導、攻擊等。由于離目標近，因此偵察、攻擊的精度高，具有一定的作戰使用優勢。

4)無人機的突防能力較強，生存力高。無人機廣泛采用玻璃纖維和其他透波材料，機體外形尺寸小，發動機功率小，因此，雷達有效反射面積等各種信號特征較小，不易被敵方發現。此外，無人機不受駕駛員生理條件的限制，因此具有較大的飛行包線，使無人機在空戰中具有更大的生存力。

5)無人攻擊機作戰使用靈活，可以在空中、地面、艦船上起飛或發射，對起降場地要求低。攻擊目標時，可以由指揮控制中心下達攻擊指令，也可以自主快速攻擊。

因此，以美國和以色列為首的世界各國爭相發展無人機技術。美國的無人作戰飛機計劃已進入技術驗證階段。波音公司X-45A無人戰斗機(UCAV)于2003年5月22日首飛，開創了無人機發展的新篇章。目前，美國諾斯羅普·格魯門公司建造的X-47B聯合無人空戰系統飛機(J-UCAS)是世界上第一種可同時在陸地和航空母艦上部署的無人偵察攻擊機。X-47B設計驗證了一系列的關鍵系統能力，其中包括對固定和機動目標實施精確打擊的能力、自動空中加油能力等。2011年2月4日，X-47B無人機在加利福尼亞州首飛成功。作為無人艦載戰斗機，X-47B宣告“無人轟炸機”時代到來，是無人戰斗機脫離現有人為控制而走向“全自動攻擊”的里程碑！

無人機系統在軍事作戰中的使用迅速擴展始于2001年秋季的反恐戰爭。無人機系統采用新戰術、新技術、新方法改變了當前的作戰空間。無人機系統不僅可提供持久的情報、監視和偵察能力，還可提供精確和及時的直接火力和間接火力。作戰指揮官需要更多的無人機系統。目前面臨的挑戰是快速協調地整合這一技術以支援聯合作戰。

無人機偵察是無人機能夠完成的重要軍事任務之一，但是目前無人機偵察方面的研究主要針對一定區域內對固定目標的搜索和偵察展開的，因此，其重點針對無人機偵察中的航跡規劃問題展開。見陸琛等發表的文章“無人機偵察航跡規劃研究”(電光與控制，2010，Vol17(3))。但是，實際戰場環境中有很多對象是移動目標，如坦克。由于移動目標的位置是不停變化的，因此，對移動目標的偵察不同于也難于對固定目標的偵察，它不僅包含了對固定目標偵察所需要的技術問題，并且對已偵察到的目標還有一個如何定位和跟蹤的問題。由于無人機裝載的傳感器觀測區域和精度有限，單架UAV通常不足以實現對目標的持續跟蹤，因此需要融合多架UAV的觀測值，并協同多架無人機對某一偵察到的目標進行有效跟蹤和定位。

發明內容

技術問題

本發明要解決的技術問題是提供一種基于無人機對待監測區域的移動目標進行偵察的方法，該方法利用多架無人機之間的協同偵察實現對移動目標進行跟蹤和定位。

技術方案

為了解決上述的技術問題，本發明的基于無人機的移動目標協同偵察方法包括下列步驟：

步驟一：將待偵察區域劃分為大小相同的一組子區域，所述子區域的數量與所述無人機的數量相同，各無人機具有相同的配置；

步驟二：為每架無人機分配一個待偵察子區域，每一架無人機在對應的子區域內對移動目標進行偵察；