[发明专利]一种基于地面探测的无人机跟踪目标方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于地面探测的无人机跟踪目标方法及系统，方法包括，通过设置在地面的光电跟踪装置对空中“低慢小”目标进行搜索；确认搜索目标后，光电跟踪装置转入目标跟踪，并实时输出目标信息到地面控制站；地面控制站解算目标位置坐标，预测目标飞行路径，实时发送给抓捕无人机确定自身位置和飞行路径，跟踪接近所述目标，进行抛网抓捕。本发明通过设置在地面的光电跟踪装置可实现跟踪距离1公里以上；通过采用差分GPS定位方案，对光电跟踪装置和抓捕无人机进行精确定位，使两者之间的相对GPS位置误差将缩小至厘米级，大大提高系统的跟踪精度系统，便于抓捕无人机准确的发现“低慢小”目标进行抛网抓捕。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其是一种基于地面探测的无人机跟踪目标方法及系统。

背景技术

近年来，如何对“低慢小”目标进行有效管控已成为世界性难题。目前，管控“低慢小”目标，例如黑飞无人机的手段有电磁干扰、激光拦截等方式，但电磁干扰存在拦截概率低、适用性差等问题，激光拦截存在使用维护成本高、易造成二次伤害等问题。利用无人机搭载抛网装置，对快速跟踪接近目标进行网式软杀伤拦截是一种管控“低慢小”目标的可行方式。目前，对于无人机跟踪移动目标主要是采用机载视觉导引技术，但是利用机载视觉技术受视场影响，跟踪距离有限，不能远距离接近目标，且必须保证跟踪开始时目标必须在视场范围内。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种基于地面探测的无人机跟踪目标方法及系统，解决机载视觉导引技术视场影响问题，实现对“低慢小”目标的远距离探测、锁定、位置解算和导引，以便于后续无人机的抛网拦截处置。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种基于地面探测的无人机跟踪目标方法，包括，

通过设置在地面的光电跟踪装置对空中“低慢小”目标进行搜索；

确认搜索到所述目标后，光电跟踪装置转入目标跟踪，并实时输出目标信息到地面控制站；

所述地面控制站根据所述目标信息，解算目标位置坐标，预测目标飞行路径，实时发送给所述抓捕无人机；

所述抓捕无人机根据所述目标的位置坐标和飞行路径，确定自身位置和飞行路径，跟踪接近所述目标，进行抛网抓捕。

进一步地，所述光电跟踪装置对空中“低慢小”目标进行搜索，包括：

1)在短焦距大视场的情况下进行目标搜索；

2)搜索到“低慢小”目标后，调整焦距放大目标图像；

3)根据目标图像进行目标识别和确认，锁定目标区域，对目标进行测距。

进一步地，通过目标图像的灰度值特征对目标进行识别确认；通过在图像中的目标周围叠加矩形窗口进行目标区域锁定。

进一步地，所述目标跟踪采用质心跟踪法，使用光电跟踪装置对准目标灰度区域的质心，不断计算跟踪目标质心的方位脱靶量与俯仰脱靶量，依据方位脱靶量与俯仰脱靶量控制转台自动调转，使光电跟踪装置尽可能对准目标质心，保证目标的稳定跟踪，不至于脱离视场。

进一步地，输出的目标信息包括目标测距值、转台的方位角与俯仰角、以及目标的方位脱靶量与俯仰脱靶量以及各个信息相应的时标。

进一步地，所述解算出目标位置坐标为GPS位置坐标，解算方法包括，

1)根据所述光电跟踪装置测量的目标测距值、方位角以及俯仰角，解算目标在光电跟踪装置坐标系的坐标；

2)对所述光电跟踪装置进行GPS定位，得到的光电跟踪装置零位偏北角，将目标坐标转换至NED标系下；

3)根据光电跟踪装置GPS位置，将目标位置由NED坐标系转换得到目标GPS位置。