[發明專利]遠程激光制導飛行器控制系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202010408441.0
• 申請日: 2020-05-14
• 公開（公告）號: CN113671981A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 王輝;李濤;林德福;王偉;王江;宋韜
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 范國鋒;劉冬梅

本發明公開了一種遠程激光制導飛行器控制系統，該控制系統引入旋翼無人機搭載照射單元，通過圖像識別的方式選擇追蹤照射目標，并且控制旋翼無人機規劃其自身的飛行軌跡，兼顧自身安全和照射效果，從而持續提供必要的激光導引。

技術領域

本發明涉及遠程激光制導飛行器控制領域，具體涉及一種通過旋翼無人機作為觀測追蹤平臺的遠程激光制導飛行器控制系統。

背景技術

激光制導飛行器的基本工作原理是：在彈道末段，激光照射器照射目標，飛行器上激光探測器實時探測目標漫反射的激光信號；當目標進入探測器視場后，激光探測器可根據目標偏離視場中心的偏差信號控制相應的脈沖發動機或舵機，對飛行彈道進行修正，實現對目標的精確打擊，大大提高了飛行器的命中精度。

傳統激光制導飛行器系統工作流程和特點：在傳統飛行器執行工作時，先由觀測單元搜索目標并測算其位置，然后指揮單元根據射表解算出發射仰角，測算諸元后下達發射指令，發射單元發射多枚飛行器。前方照射單元用激光照射目標，從而使得飛行器接收到目標上漫反射的激光信號，進行制導控制，但是照射單元上的照射激光工作距離有限，如果距離目標過遠，激光強度衰減嚴重，難以起到預期的制導作用，而照射單元如果距離目標過近，也會增大被目標發現的可能性，所以照射單元的安全性一直難以得到切實的保障。

由于上述原因，本發明人針對傳統激光制導飛行器系統的弊端，對傳統遠程激光制導飛行器控制系統做了深入研究，以期待設計出一種能夠解決上述問題的遠程激光制導飛行器控制系統。

發明內容

為了克服上述問題，本發明人進行了銳意研究，設計出一種遠程激光制導飛行器控制系統，該控制系統引入旋翼無人機搭載照射單元，通過圖像識別的方式選擇追蹤照射目標，并且控制旋翼無人機規劃其自身的飛行軌跡，兼顧自身安全和照射效果，從而持續提供必要的激光導引，從而完成本發明。

具體來說，本發明的目的在于提供以一種遠程激光制導飛行器系統，該系統包括發射單元1、指揮單元2和旋翼無人機3，

其中，所述發射單元1用于發射飛行器，

所述指揮單元2用于與發射單元1和旋翼無人機3進行信息交互；

在所述旋翼無人機3上安裝有圖像捕捉模塊31、解算模塊32和激光照射模塊33，

所述解算模塊32用以控制旋翼無人機的飛行軌跡，還用于選擇激光照射目標。

其中，所述圖像捕捉模塊31用于實時獲取目標區域的地面圖像信息，并且從地面圖像尋找目標。

當所述旋翼無人機3發現目標后，通過圖像捕捉模塊31選定包含目標所在位置的目標區域，找出該目標區域中的所有目標，并且分別標記出各個目標的種類。

其中，所述解算模塊32包括目標權重選擇子模塊321和路徑規劃子模塊322；

當所述目標區域中包含多個目標時，通過目標權重選擇子模塊321選擇最終目標。

所述路徑規劃子模塊322用于解算出旋翼無人機的照射位置，并控制旋翼無人機飛到該照射位置，在照射位置發射導引激光照射目標。

本發明還提供一種激光制導飛行器控制方法，該方法包括如下步驟：

步驟1，通過旋翼無人機連續獲得地面圖像信息，并分析該地面圖像中是否包含目標，

步驟2，在發現目標后，控制旋翼無人機上升，獲得目標區域的圖像信息，標注出該目標區域中目標的位置和種類，并選擇最終目標，

步驟3，解算照射位置或者待命位置，并控制旋翼無人機飛向該照射位置/待命位置，

步驟4，通過指揮單元2控制發射單元1發射飛行器，在飛行器進入末制導段前1秒控制激光照射模塊33發出導引激光照射最終目標。