[发明专利]一种基于无人机的多模式制导模拟系统及制导模拟方法

权利要求书

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。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的多模式制导模拟系统，其特征在于，

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。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的多模式制导模拟系统，其特征在于，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。

9.根据权利要求8所述的多模式制导模拟系统，其特征在于，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。

10.一种基于权利要求1-9中任意一项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，其特征在于，包括：

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；

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。