一种靶标保障系统的制作方法

本发明属于无人机领域，具体而言，涉及一种靶标保障系统。

背景技术：

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“uav”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机在航拍、农业、植保、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病等领域具有很高的应用价值。无人机在飞行作训时，有个功能要求：能够稳定飞行并跟踪目标，对准目标拍摄识别，或进行打击的功能。但目前还没有合适的用于无人机飞行作训的系统。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种靶标保障系统，用于无人机飞行作训，对无人机的飞行稳定性和对靶的准确性能很好的进行评判。

本申请实施例提供了一种靶标保障系统，包括：

激光靶标、控制单元、数据链路分系统、监控显示分系统、供电电源；

所述激光靶标与控制单元连接，用于接收无人机发射的激光束；

所述控制单元与所述数据链路分系统连接，用于采集所述激光靶标被激光束照射的第一区域，以及所述第一区域被照射的持续时间；控制单元将采集到的被照射区域以及持续时间信息通过所述数据链路分系统实时发送给所述监控显示分系统，解析后显示输出；

所述供电电源为所述靶标保障系统供电。

其中，所述控制单元用于：

采集所述激光靶标被激光照射的第一区域输出的电压信号作为区域被照射标记，所述控制单元的内部时钟计算第一区域输出的电压信号持续时间作为区域被照射持续时间；当所述第一区域再次被激光束照射时，照常采集电压信号，第一区域被照射持续时间与之前的累积相加；当激光束照射到激光靶标之外时，控制单元无输出；

将采集到的所述激光靶标各区域被照射标记和被照射累计时间通过数据链路分系统实时发送至所述监控显示分系统，解析后显示输出。

其中，所述激光靶标通过安装架固定在无人车上。

其中，所述激光靶标靶面上均布3个环形接收区，分别对应10、9、8分值，靶面任意位置接收到激光束均能输出电信号给所述控制单元。

其中，所述激光靶标包括光纤和接收管，所述激光靶标接收到激光后，通过所述光纤传导到接收管上；

控制单元通过对所述接收管电信号的判别来统计激光打到靶上的区域与时间数据。

其中，所述激光靶标包括红外摄像机和幕布，所述红外摄像机位于所述幕布前方，当无人机发射的激光束打到所述幕布上后，所述红外摄像机拍摄所述幕布的图像，通过对图像处理识别，得到激光位置点，根据激光位置点得到靶环及累计时间数据。

其中，所述激光靶标包括液晶板和接收管，当无人机发射的激光束照射到所述液晶板上，激光会顺着光路传导到光带的位置，将冷阴极灯管的位置替换成接收管，实现信号采集目标。

其中，所述控制单元包括主控制器，主控制器为stm32f407zgt6型单片机。

其中，所述监控显示分系统显示的信息包括：比赛准备计时、比赛时间计时、靶标对接环数、各环对接总时间。

其中，所述激光靶标和控制单元利用充电锂电池供电。

本申请实施例靶标保障系统具有如下有益效果：

本申请靶标保障系统包括：激光靶标、控制单元、数据链路分系统、监控显示分系统、供电电源；激光靶标与控制单元连接，用于接收无人机发射的激光束；控制单元与数据链路分系统连接，用于采集激光靶标被激光束照射的第一区域，以及第一区域被照射的持续时间；控制单元将采集到的被照射区域以及持续时间信息通过数据链路分系统实时发送给监控显示分系统，解析后显示输出；供电电源为靶标保障系统供电。通过本申请，当指定激光束照射到靶环有效部位时，能够采集、存储、显示靶标被照射的环数和各环被照射的总时间，并将靶环数和时间统计实时发送给指控中心，进而能够对无人机的飞行稳定性和对靶的准确性进行很好的评判。

附图说明

图1为本申请实施例靶标保障系统结构示意图；

图2为本申请实施例靶标冗余工作系统结构示意图；

图3为本申请实施例激光靶标结构示意图；

图4为本申请实施例红外摄像机拍摄幕布结构示意图；

图5为本申请实施例液晶屏结构示意图；

图6为本申请实施例靶标拼装示意图；

图7为本申请实施例监控显示分系统显示界面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请进行进一步的介绍。

在下述介绍中，术语“第一”、“第二”仅为用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下述介绍提供了本发明的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本申请也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征a、b、c，另一个实施例包含特征b、d，那么本申请也应视为包括含有a、b、c、d的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。

下面的描述提供了示例，并且不对权利要求书中阐述的范围、适用性或示例进行限制。可以在不脱离本申请内容的范围的情况下，对描述的元素的功能和布置做出改变。各个示例可以适当省略、替代或添加各种过程或组件。例如所描述的方法可以以所描述的顺序不同的顺序来执行，并且可以添加、省略或组合各种步骤。此外，可以将关于一些示例描述的特征组合到其他示例中。

本申请提供了一种靶标保障系统，指定激光束照射到靶环有效部位时，能够采集、存储、显示靶标被照射的环数和各环被照射的总时间，并将靶环数和时间统计实时发送给指控中心。

如图1-7所示，本申请靶标保障系统包括：激光靶标201、控制单元202、数据链路分系统203、监控显示分系统204、供电电源205。激光靶标201与控制单元202连接，用于接收无人机发射的激光束；控制单元202与数据链路分系统203连接，用于采集激光靶标被激光束照射的第一区域，以及第一区域被照射的持续时间；控制单元202将采集到的被照射区域以及持续时间信息通过数据链路分系统203实时发送给监控显示分系统204，解析后显示输出；供电电源205为靶标保障系统供电。

在一些实施例中，激光靶标通过安装支架固联在无人车上后，按程序各设备开机。控制单元202用于：采集激光靶标被激光照射的第一区域输出的电压信号作为区域被照射标记，控制单元的内部时钟计算第一区域输出的电压信号持续时间作为区域被照射持续时间；当第一区域再次被激光束照射时，照常采集电压信号，第一区域被照射持续时间与之前的累积相加；当激光束照射到激光靶标之外时，控制单元无输出；将采集到的激光靶标各区域被照射标记和被照射累计时间通过数据链路分系统实时发送至监控显示分系统，解析后显示输出。

激光靶标方案一光纤+接收管，方案二红外摄像机+幕布，方案三液晶板+接收管，都有冗余设计，可实现信号采集，双控制单元、双数传链路和双监控显示设备实现双路数据传输存储显示的冗余设计。

激光靶标通过安装架固定在无人车上。激光靶标安装架是把激光靶按照要求固定在无人车上的架子，由于靶标面积较大，设计采用拼板组成，在无人车上按需要安装角度，并与无人车车体连接设计。

激光靶标采用定制方式完成，靶面上均布3个环形接收区，分别对应10、9、8分值。通过三种不同的布置方案，可使靶面任意位置接收到激光束均能输出电信号给控制单元。主要指标如下：

激光靶标方案一：光纤+接收管

激光靶标包括光纤和接收管，激光靶标接收到激光后，通过光纤传导到接收管上；控制单元通过对接收管电信号的判别来统计激光打到靶上的区域与时间数据。

光纤+接收管是利用光纤的导光性，将接收到的激光用φ1mm的光纤传导到接收管上，通过对接收管电信号的判别来统计激光打到靶上的区域与时间数据。

经过对测试样品进行原理验证，对激光接收管进行测试，接收管能够识别此波长的激光，方案可行。

光纤+接收管是采用光纤集束的设计，光纤散开端的交叉布点，让激光光斑同时覆盖≥2个点，将激光导到不同的两个接收管上获得电信号，实现此方案的信号采集及冗余设计。激光接收面板用黑色abs塑料加工，韧性好不易碎裂，激光接收面板加工成四分之一扇形，4块拼成一个直径2米的靶面。

当红外激光入射到光纤里，利用光纤对光的传导性，可将激光传导到接收管上。接收管被激光照射后导通，接收管未被照射到时是关闭的，相当于开关。接收管导通后，产生高电平，被控制单元采集到，控制单元对高电平采集计数，获得打靶环值和时间统计。

激光靶标方案二：红外摄像机+幕布

激光靶标包括红外摄像机和幕布，红外摄像机位于幕布前方，当无人机发射的激光束打到幕布上后，红外摄像机拍摄幕布的图像，通过对图像处理识别，得到激光位置点，根据激光位置点得到靶环及累计时间数据。

红外摄像机+幕布方案是将红外摄像机固定在幕布前方，有一定的距离，当激光打到幕布上后，摄像机可以拍摄到图像，通过图像处理识别激光位置点，从而得到靶环及对靶时间。幕布定做硬板型的，这样可以保证摄像头采集的图像位置的可重复性。

激光靶标方案三：液晶板+接收管

液晶板+接收管是利用液晶屏的背光原理逆向使用。激光靶标包括液晶板和接收管，当无人机发射的激光束照射到液晶板上，激光会顺着光路传导到光带的位置，将冷阴极灯管的位置替换成接收管，实现信号采集目标。

如图6所示，本申请中，将液晶屏按设计尺寸进行裁切，拼装，10环分4个区域，9环、8环都是12个区域。此设计拼装简单，可靠性高，如果哪块有问题，对单元进行更换即可，能够实现快速恢复的目标。

本申请中，控制单元用于采集靶标对接环数信号，通过运算处理来显示对接环数和对接时间。控制单元的输入信号：激光靶标电平信号。控制单元的输出信号：对接环数及对接统计时间。本申请中，控制单元选用stm32f407zgt6型单片机作为主控制器。

关于数据链路分系统，本申请采用大功率高速数传电台进行数据传输，用于将系统采集到的对接信息无线传送至指控中心。本方案所选电台具有多种传输方式，电台提供透明rs232/rs485接口，支持8～28v电压输入，具有功率密度集中，抗干扰能力强的优势，且具有数据加密功能，支持分包长度设定，支持不同的实时性和数据包。

本申请中，监控显示分系统包括地面站和显示器，选用市场工业级产品，用于安装软件并运行显示。如图7所示，监控显示软件通过接收数传电台信息，计算、处理后显示如下信息：比赛准备计时；比赛时间计时；靶标对接环数；各环对接总时间。监控软件具有存储、回放数据功能。

本申请中，激光靶标和控制单元利用充电锂电池供电。数传电台、地面站、显示器等利用充电锂电池和市电供电。

通过本申请，当指定激光束照射到靶环有效部位时，能够采集、存储、显示靶标被照射的环数和各环被照射的总时间，并将靶环数和时间统计实时发送给指控中心，进而能够对无人机的飞行稳定性和对靶的准确性进行很好的评判。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例的技术方案可借助软件和/或硬件来实现。本说明书中的“单元”和“模块”是指能够独立完成或与其他部件配合完成特定功能的软件和/或硬件，其中硬件例如可以是fpga(field－programmablegatearray，现场可编程门阵列)、ic(integratedcircuit，集成电路)等。

本发明实施例的各处理单元和/或模块，可通过实现本发明实施例所述的功能的模拟电路而实现，也可以通过执行本发明实施例所述的功能的软件而实现。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

以上介绍仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。