[发明专利]一种无人机蜂群高分辨复合探测系统及方法

说明书

本发明公开了一种无人机蜂群高分辨复合探测系统及方法，该系统包括：红外成像单元，包括红外探测器；可见光成像单元，包括可见光探测器；激光成像雷达；包括激光器、扩束镜、衍射光学元件、扫描模块、光纤阵列以及探测器模块；图像融合处理单元；主控及显示单元；伺服转台；供电单元，通过伺服转台搭载成像单元进行无人机蜂群大范围搜索，利用红外成像单元与可见光成像单元对整个无人机蜂群进行快速成像，并为激光成像雷达提供指引，然后结合二维扫描实现无人机蜂群的远距离高分辨成像，通过对所有成像结果进行特征匹配等融合处理，成像范围大、探测距离远、成像分辨率高。

技术领域

本发明属于无人机蜂群探测技术领域，更具体地，涉及一种无人机蜂群高分辨复合探测系统及方法。

背景技术

无人机蜂群以单机的作战能力为基础，以无人机之间的通信能力为支撑，以智能化为核心，基于开放式体系架构综合集成构建。无人机蜂群作战同传统空中作战力量相比具有无人机数量多、抗打击能力强、成本低、使用灵活等特点。通常以数量优势突破防空火力网，对目标实现分布侦查或打击，给未来防空作战带来巨大威胁，给现有探测系统带来了严峻挑战。因此，迫切需要研究反制无人蜂群的新型探测手段和作战模式，尤其是作为战略要害的防御地区，迫切需要新式防空探测手段来抵消无人蜂群带来的威胁。

距离高分辨探测技术是无人机蜂群探测的关键技术，其中远距离探测能力是无人机蜂群探测系统进行无人机蜂群遂行任务辨别、无人机蜂群运动轨迹预判、无人机蜂群指引信息上传等关键过程的时间保障；无人机蜂群目标的高分辨探测是无人机群鸟群区分、无人机型号识别、无人机搭载载荷确认、打击位置指引等关键步骤的重要技术支撑。

专利CN112379386A公开了一种无人蜂群目标空间位置分布探测系统及方法，探测系统包括：旋转台、驱动装置、光电探测部件和控制处理模块，通过对激光进行偏振调制，结合距离选通成像和偏振关联成像对目标进行位置探测。系统采用了偏振调制及解调的探测方式，由于蜂群无人机属于非合作目标，偏振反射特性不一致，容易导致系统探测失效，另外，系统不具备对无人机蜂群的高分辨探测能力。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种无人机蜂群高分辨复合探测系统及方法，通过伺服转台搭载成像单元进行无人机蜂群大范围搜索，利用红外成像单元与可见光成像单元对整个无人机蜂群进行快速成像，并为激光成像雷达提供指引，然后利用激光成像雷达结合光束二维扫描实现无人机蜂群的远距离高分辨成像，通过图像融合处理单元对所有成像结果进行特征匹配等融合处理，具有成像范围大、探测距离远、成像分辨率高等优势。

为实现上述目的，按照本发明的一方面，提供一种无人机蜂群高分辨复合探测系统，包括：

红外成像单元，用于红外区段无人机蜂群目标检测，获取红外图像，包括用于红外成像探测的红外探测器；

可见光成像单元，用于可见光区段无人机蜂群目标检测，获取可见光图像，包括用于可见光成像探测的可见光探测器，所述红外成像单元和可见光成像单元的光轴平行；

激光成像雷达，用于对无人机蜂群进行激光扫描，获取激光成像结果；包括用于激光发射的激光器、用于调节激光准直度的扩束镜、用于将激光在远场调制为二维点阵形式的衍射光学元件、与所述衍射光学元件连接，用于激光二维扫描探测的扫描模块、用于接收激光每个发射光学点阵的目标回波的光纤阵列以及用于接收光纤耦合信号输入的探测器模块；所述光纤阵列与激光经过所述衍射光学元件后在远场的二维点阵一一对应，所述扩束镜、所述衍射光学元件以及所述扫描模块由所述激光成像雷达内部向外部依次设于所述激光器发射激光主轴上；

图像融合处理单元，用于接收和处理红外成像单元和可见光成像单元的成像结果，提取无人蜂群方位信息，接收和处理激光成像结果，实现无人机蜂群的高分辨成像以及检测识别；

主控及显示单元，用于控制红外图像、可见光图像和激光成像结果的采集、探测无人机蜂群，接收图像融合处理单元融合处理后的成像结果并显示，输出无人机蜂群探测结果；