无人机远程协同察打方法与流程

本发明涉及无人机自动控制技术领域，具体涉及一种无人机远程协同察打方法。

背景技术：

半主动激光制导是一种低成本、高精度的制导控制方法，具体包括：在飞行器上设置激光接收器，并在飞行器发射时通过激光器对目标进行指示照射，发射后的飞行器在激光波束内飞行。当飞行器偏离激光波束轴线时，激光接收器依据偏离的大小和方位并形成误差信号，并按照导引规律形成控制指令来修正飞行器的飞行方向。

但是，半主动激光制导方法还存在下述缺陷：通过激光器进行指示照射的目标需要在激光指示平台的视距之内。同时在飞行器飞行过程中还需要保持激光器对照射目标进行持续照射。因此，当采用半主动激光制导方法进行目标侦察或目标攻击时，不能近距离靠近侦察目标或攻击目标，同时也会降低激光指示平台的安全性，

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决激光指示平台不能对侦察目标或攻击目标进行远程激光照射控制的技术问题，本发明提供了一种无人机远程协同察打方法，协同多个无人机实现远程目标侦察和远程目标攻击。

本发明中一种无人机远程协同察打方法的技术方案是：

所述方法包括：

控制第一无人机飞行至预设侦察方向的预设区域内，控制第二无人机和第三无人机飞行至所述预设侦察方向的目标区域内；

通过所述第一无人机向所述第二无人机发送侦察指令，及接收所述第二无人机采集到的所述目标区域的图像信息；

依据所述图像信息确定攻击目标，并通过所述第二无人机向所述第二无人机发送定位指令，向所述第三无人机发送攻击指令；所述第一无人机依据所述定位指令对所述攻击目标进行激光照射；所述第三无人机依据所述攻击指令和攻击目标反射的激光进行制导飞行，攻击所述攻击目标。

进一步地，本发明提供的一个优选技术方案是：

所述第一无人机包括一个或多个第一无人机；

所述第三无人机包括一个或多个第三无人机。

进一步地，本发明提供的一个优选技术方案是：所述控制多个第一无人机飞行至预设侦察方向的预设区域内，具体包括：

确定所述多个第一无人机在预设侦察方向沿线上的各预设区域；

控制所述多个第一无人机飞行至各自的预设区域内，并控制所述多个第一无人机中相邻的第一无人机建立通信连接形成串联通信，控制距所述目标区域最近的第一无人机分别与所述第二无人机和第三无人机立通信连接；

其中，两个所述相邻的第一无人机的间距小于所述两个第一无人机之间的通信距离；所述预设侦察方向上第二无人机和第三无人机的沿线最远飞行距离小于所述第一无人机的通信距离。

进一步地，本发明提供的一个优选技术方案是：依据所述第二无人机和/或第三无人机在所述预设侦察方向的沿线位置，调整所述第一无人机在预设侦察方向的沿线位置。

进一步地，本发明提供的一个优选技术方案是：

所述第一无人机包括通信转发器；所述通信转发器，用于传输无人机集群控制平台分别与所述第二无人机和第三无人机之间的交互信息。

进一步地，本发明提供的一个优选技术方案是：

所述第二无人机包括光电传感器和激光指示器；

所述光电传感器，用于采集所述目标区域的图像信息；

所述激光指示器，用于对所述目标区域内的攻击目标进行激光照射。

进一步地，本发明提供的一个优选技术方案是：

所述第二无人机还包括二自由度稳定平台；所述二自由度稳定平台包括基座框架、俯仰框架、滚转框架、俯仰转轴和滚转转轴；

所述滚转框架、俯仰框架和基座框架由内到外依次分布，且所述滚转框架和所述俯仰框架的回转轴线正交于一点；

所述滚转框架通过所述滚转转轴安装在所述俯仰框架上，实现0°～n×360°转动，n＞0；所述俯仰框架通过所述俯仰转轴安装在所述基座框架上，实现-90°～+90°转动；

所述第二无人机的光电传感器和激光指示器安装在所述滚转框架上。

进一步地，本发明提供的一个优选技术方案是：所述第三无人机包括激光接收器和战斗部；

所述激光接收器，用于接收所述攻击目标反射的激光信号；

所述战斗部，用于攻击所述攻击目标。

进一步地，本发明提供的一个优选技术方案是：所述第一无人机、第二无人机和第三无人机为垂直起降固定翼无人机；所述垂直起降固定翼无人机包括固定翼无人机和四旋翼无人机；

所述固定翼无人机的机翼与固定翼无人机的纵向主轴垂直连接，所述四旋翼无人机的机翼连接杆与四旋翼无人机的纵向主轴垂直连接；

所述四旋翼无人机的纵向主轴固定在所述固定翼无人机的纵向主轴上方，且所述两个纵向主轴的空间夹角为0°。

与现有技术相比，上述技术方案至少具有以下有益效果

本发明提供的一种无人机远程协同察打方法，控制第二无人机和第三无人机飞行至预设侦察方向的目标区域内，可以控制第二无人机对目标区域进行图像信息采集，可以控制第三无人机对目标区域内的攻击目标进行攻击；控制第一无人机飞行至预设侦察方向的预设区域内，可以实现第二无人机和第三无人机控制信号的远程传输，使得激光指示平台或单兵指示人员可以近距离接近攻击目标，并提高无人机控制平台和无人机操纵人员的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例中一种无人机远程协同察打方法的实施流程图；

图2是本发明实施例中垂直起降固定翼无人机的结构示意图；

图3是本发明实施例中一种无人机远程协同察打系统的结构示意图；

图4是本发明实施例中预设侦察方向沿线的无人机分布示意图；

图5是本发明实施例中第二无人机和第三无人机的协同工作示意图；

其中，1：固定翼无人机；10：固定翼无人机的纵向主轴；2：四旋翼无人机；20：四旋翼无人机的纵向主轴；201：机翼连接杆；202：机翼连接杆；3：垂直起降固定翼无人机；311：第一无人机；312：第一无人机；32：第二无人机；3201：激光信号；3202：二自由度稳定平台；3203：光电传感器；3204：激光指示器；33：第三无人机；3301：激光信号；3302：激光接收器；3303：战斗部；4：攻击目标；5：无人机集群控制平台；61：预设侦察方向；62：预设侦察方向。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

半主动激光制导方法仅能对视距内的目标物体进行激光照射，同时在飞行器飞行过程中还需要对目标物体进行持续照射。为了克服上述半主动激光制导方法的技术缺陷，本发明提供了一种基于无人机远程协同察打的方法，利用无人机远距离飞行和稳定带载的特点，实现对目标物体进行远程侦察和远程攻击。

下面结合附图，对本发明提供的无人机远程协同察打方法进行具体说明。

图1示例性示出了本实施例中一种无人机远程协同察打方法的实施流程，如图所示，本实施例中可以按照下述步骤进行无人机远程协同察打，具体包括：

步骤s101：控制第一无人机飞行至预设侦察方向的预设区域内，控制第二无人机和第三无人机飞行至预设侦察方向的目标区域内。

本实施例中预设区域指的是第一无人机在预设侦察方向的沿线上停留的区域，目标区域指的是在预设侦察方向的沿线上进行攻击目标侦察的区域。第一无人机可以用于传输无人机集群控制平台与第二无人机之间，及控制中心与第三无人机之间的交互信息。其中，无人机集群控制平台可以为第一无人机、第二无人机和第三无人机的控制中心。

本实施例中通过控制第一无人机停留在预设侦察方向的预设区域内，可以实现无人机集群控制平台分别与第二无人机和第三无人机之间的信息交互，进而可以实现对第二无人机和第三无人机进行远距离控制。

步骤s102：通过第一无人机向第二无人机发送侦察指令，及接收第二无人机采集到的目标区域的图像信息。

本实施例中由前述步骤s101可知，第一无人机可以用于传输无人机集群控制平台与第二无人机之间，及无人机集群控制平台与第三无人机之间的交互信息传输，因此可以将无人机集群控制平台向第二无人机下发的侦察指令转发到第二无人机，将向第三无人机下发的攻击指令转发到第三无人机，同时也可以将第二无人机采集到的图像信息转发到控制中心。

本实施例中第二无人机可以在接收到侦察指令后，对目标区域进行图像扫描采集该目标区域的图像信息，最后将图像信息经第一无人机发送到无人机集群控制平台。

步骤s103：依据图像信息确定攻击目标，并通过第一无人机向第二无人机发送定位指令，向第三无人机发送攻击指令。

本实施例中可以依据第二无人机的采集到的图像信息，确定攻击目标，并依据图像信息获取攻击目标的位置坐标。在确定攻击目标后，可以通过第一无人机向第二无人机发送定位指令，同时还可以通过第一无人机向第三无人机发送攻击指令。其中，定位指令和攻击指令均可以包含攻击目标的位置坐标。

本实施例中第二无人机可以依据定位指令对攻击目标进行激光照射，第三无人机可以依据攻击指令和攻击目标反射的激光进行制导飞行，对攻击目标进行打击。

本实施例中控制第二无人机和第三无人机飞行至预设侦察方向的目标区域后，可以控制第二无人机对目标区域进行图像信息采集，可以控制第三无人机对目标区域内的攻击目标进行攻击；控制第一无人机飞行至预设侦察方向的预设区域内，可以实现第二无人机和第三无人机控制信号的远程传输，使得激光指示平台或单兵指示人员可以近距离接近攻击目标，并提高无人机控制平台和无人机操纵人员的安全性。

进一步地，本实施例步骤s101还可以包括下述步骤：

本实施例中第一无人机可以包括一个或多个第一无人机，当采用多个第一无人机时可以进一步扩大第二无人机和第三无人机的飞行距离，即可以扩大预设侦察方向上目标区域的距离。

本实施例中可以按照下述步骤控制多个第一无人机飞行至预设侦察方向的预设区域，具体包括：

(1)确定多个第一无人机在预设侦察方向沿线上的各预设区域。本实施例中可以依据预设侦察方向的目标区域的位置，确定第一无人机的数量，以及每个第一无人机在预设侦察方向沿线上停留的预设区域。

(2)控制多个第一无人机飞行至各自的预设区域内，并控制多个第一无人机中相邻的第一无人机建立通信连接形成串联通信，控制距目标区域最近的第一无人机分别与第二无人机和第三无人机立通信连接。

本实施例中两个相邻的第一无人机的间距应小于这两个第一无人机之间的最大通信距离；预设侦察方向上第二无人机和第三无人机的沿线最远飞行距离应小于第一无人机的最大通信距离。其中，当第一无人机包括多个第一无人机时，预设侦察方向上第二无人机和第三无人机的沿线最远飞行距离应小于多个第一无人机形成的串联通信的最大通信距离。

进一步地，本实施例中还可以依据第二无人机和/或第三无人机在预设侦察方向的沿线位置，调整第一无人机在预设侦察方向的沿线位置，即需要确保第一无人机与第二无人机，以及第一无人机与第三无人机之间通信稳定。

本实施例中通过对多个无人机进行协同控制，可以实现对目标区域进行远程侦察，并在半主动激光制导技术进行目标打击时，可以对攻击目标进行远程激光照射控制和远程攻击控制，使得激光指示平台或单兵指示人员可以近距离接近攻击目标，并提高激光指示平台或单兵指示人员的安全性。

上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本发明的保护范围之内。

进一步地，本实施例中第一无人机可以包括下述结构，具体为：

本实施例中第一无人机可以包括通信转发器，该通信转发器可以用于传输无人机集群控制平台分别与第二无人机和第三无人机之间的交互信息。其中，交互信息可以包括无人机集群控制平台向第二无人机下发的侦察指令、定位指令，向第三无人机下发的攻击指令，以及第二无人机采集到的目标区域的图像信息。

进一步地，本实施例中第二无人机可以包括下述结构，具体为：

本实施例中第二无人机可以包括光电传感器和激光指示器。其中，光电传感器可以用于采集目标区域的图像信息，激光指示器可以用于对目标区域内的攻击目标进行激光照射。

同时，本实施例中第二无人机还可以包括二自由度稳定平台。本实施例中二自由度稳定平台可以包括基座框架、俯仰框架、滚转框架、俯仰转轴和滚转转轴。其中，滚转框架、俯仰框架和基座框架由内到外依次分布，且三者的几何中心点为同一点。同时，滚转框架和俯仰框架的回转轴线正交于一点。

本实施例中滚转框架可以通过滚转转轴安装在俯仰框架上，实现0°～n×360°转动，n＞0；俯仰框架可以通过俯仰转轴安装在基座框架上，实现-90°～+90°转动。

本实施例中光电传感器和激光指示器均可以安装在滚转框架上，即可以实现0°～n×360°的滚转和-90°～+90°的俯仰，进而对目标区域进行全面地图像信息采集和对攻击目标进行准确地激光照射。

进一步地，本实施例中第三无人机可以包括下述结构，具体为：本实施例中第三无人机可以包括激光接收器和战斗部，其中激光接收器可以用于接收攻击目标反射的激光，战斗部可以用于攻击所述攻击目。本实施例中战斗部指的是各类弹药和导弹毁伤目标的最终毁伤单元，主要由壳体、战斗装药、引爆装置和保险装置组成。

优选的，本实施例还提供了一种无人机的优选技术方案，下面结合附图对本实施例中第一无人机、第二无人机和第三无人机的结构进行具体说明。

本实施例中第一无人机、第二无人机和第三无人机可以采用垂直起降固定翼无人机，该垂直起降固定翼无人兼具了垂直起降、高速飞行和稳定悬停的优点。

图2示例性示出了本实施例中垂直起降固定翼无人机的结构，如图所示，本实施例中垂直起降固定翼无人机3可以包括固定翼无人机1和四旋翼无人机2。其中，固定翼无人机1的机翼与固定翼无人机1的纵向主轴10垂直连接，四旋翼无人机2的机翼连接杆201和202分别与四旋翼无人机2的纵向主轴20垂直连接。

本实施例中四旋翼无人机2的纵向主轴20固定在固定翼无人机1的纵向主轴10上方，且保持纵向主轴10和纵向主轴20的空间夹角为0°，即使得纵向主轴10和纵向主轴20重合在一起。本实施例中可以采用螺丝将纵向主轴20固定纵向主轴10上，并可以沿着纵向主轴20调整机翼连接杆201和202的位置，避免四旋翼无人机2的机翼连接杆与固定翼无人机1的机翼发生碰撞。

基于与方法实施例相同的技术构思，本发明实施例还提供一种无人机远程协同察打系统。下面结合附图，对本实施例中无人机远程协同察打系统进行具体说明。

图3示例性示出了本实施例中一种无人机远程协同察打系统的结构，如图所示，本实施例中无人机远程协同察打系统可以包括无人机集群控制平台5、第一无人机311、第二无人机32和第三无人机33。

其中，无人机集群控制平台5可以用于控制第一无人机311飞行至预设侦察方向的预设区域内，控制第二无人机32和第三无人机33飞行至预设侦察方向的目标区域内。

第一无人机311上设置有通信转发器。本实施例中通信转发器可以用于传输无人机集群控制平台5分别与第二无人机32和第三无人机33之间的交互信息。

第二无人机32上设置有光电传感器3203和激光指示器3204。本实施例中光电传感器3203可以用于依据无人机集群控制平台5下发的侦察指令采集目标区域的图像信息，并将图像信息通过第一无人机311发送至无人机集群控制平台5；激光指示器3204可以用于依据无人机集群控制平台5下发的定位指令，对目标区域内的攻击目标进行激光照射。本实施例中光电传感器3203和激光指示器3204按照在二自由度稳定平台3202上。

第三无人机33上设置有激光接收器3302和战斗部3303。本实施例中激光接收器3302可以用于接收攻击目标反射的激光；战斗部3303可以用于攻击所述攻击目标。同时，第三无人机33依据无人机集群控制平台5下发的攻击指令和攻击目标反射的激光进行制导飞行，攻击所述攻击目标。

进一步地，本实施例中第一无人机可以包括一个或多个第一无人机，如图3所示，本实施例中第一无人机包括第一无人机311和第二无人机312，第一无人机311分别与无人机集群控制平台5和第二无人机312通信，第二无人机312分别与第一无人机311、第二无人机和第三无人机通信。其中，第一无人机311与第一无人机312形成串联通信链路，即本实施例中包含多个第一无人机时，所有的第一无人机依次分布在预设侦察方向沿线上，并形成串联通信链路。

本实施例中无人机集群控制平台5可以用于控制多个第一无人机飞行至预设侦察方向沿线上各自的预设区域内。同时，该无人机集群控制平台5与距其最近的第一无人机建立通信连接，并控制多个第一无人机中相邻的第一无人机建立通信连接形成串联通信，控制距目标区域最近的第一无人机分别与第二无人机和第三无人机立通信连接。

本实施例中为了确保第一无人机形成的串联通信链路通信稳定，以及确保第一无人机与第二无人机之间，第一无人机与第三无人机之间通信稳定，需要控制两个相邻的第一无人机的间距小于这两个第一无人机之间的通信距离，还需要控制预设侦察方向上第二无人机和第三无人机的沿线最远飞行距离小于第一无人机的通信距离。

进一步地，本实施例中第三无人机可以包括一个或多个第三无人机。所有的第三无人机均与第二无人机伴飞，当无人机集群控制平台5确定目标区域内的攻击目标后，可以向其中一个或多个第三无人机下发攻击指令，对攻击目标进行打击。

进一步地，本实施例中第一无人机还可以用于依据第二无人机和/或第三无人机在预设侦察方向的沿线位置，自动调整在预设侦察方向的沿线位置，使得第一无人机与第二无人机，以及第一无人机与第三无人机之间保持稳定的通信。

下面结合附图，对本实施例中无人机远程协同察打系统的工作过程进行详细说明，具体包括：

图4示例性示出了本实施例中预设侦察方向沿线的无人机分布，如图所示，本实施例中无人机远程协同察打系统包括无人机集群控制平台5、第一无人机311、第一无人机312、第二无人机32和第三无人机33。侦察方向包括预设侦察方向61和预设侦察方向62。

本实施例中无人机远程协同察打系统的实施流程，具体包括：

步骤s201：无人机集群控制平台5控制第一无人机311、第一无人机312、第二无人机32和第三无人机33同时起飞，并控制第一无人机311和第一无人机312依次飞行至预设侦察方向61上各自的预设区域内，第二无人机32和第三无人机33飞行至预设侦察方向61的目标区域内。

步骤s202：无人机集群控制平台5向第一无人机311发送侦察指令，第一无人机311将该侦察指令转发至第一无人机312，第一无人机312再将该侦察指令转发至第二无人机32。

步骤s203：第二无人机32依据侦察指令控制光电传感器3203对目标区域进行图像信息采集，并将采集到的图像信息发送至第一无人机312，第一无人机312将该图像信息转发至第一无人机311，最后第一无人机311再将图像信息发送至无人机集群控制平台5。

步骤s204：无人机集群控制平台5依据接收到的图像信息确定攻击目标；若确定目标区域内存在攻击目标则执行步骤s205，若目标区域内部存在攻击目标则执行步骤s207。

步骤s205：无人机集群控制平台5将包含攻击目标4的位置坐标的定位指令和攻击指令发送至第一无人机311，第一无人机311将上述定位指令和攻击指令转发至第二无人机312，最后第一无人机312再将定位指令发送至第二无人机32，将攻击指令发送至第三无人机33。

步骤s206：第二无人机32接收到定位指令后停止高速飞行并悬停在攻击目标4的上空，向攻击目标4进行激光照射。第三无人机33接收到攻击指令后，依据攻击目标反射的激光进行制导飞行，对攻击目标4进行精确打击。

图5示例性示出了本实施例中第二无人机和第三无人机的协同工作过程，如图所示，本实施例中第二无人机32的激光指示器3204向攻击目标4发射激光信号3201进行激光照射；第三无人机33的激光接收器3302接收攻击目标4反射的激光信号3301，并依据激光信号3301进行制导飞行，采取自杀式攻击的方式飞向攻击目标4，最后通过战斗部3303摧毁攻击目标4。

步骤s207：无人机集群控制平台5控制第一无人机311和第一无人机312飞行至预设侦察方向62上各自的预设区域，控制第二无人机32和第三无人机33飞行至预设侦察方向62的目标区域，重复执行步骤s202～s206。

本实施例中第一无人机311、第一无人机312、第二无人机32和第三无人机33均采用垂直起降固定翼无人机，通过无人机集群控制平台5可以将第一无人机311、第一无人机312、第二无人机32和第三无人机33快速布置在预设侦察方向的沿线上，并可以实现对攻击目标进行远程侦察和远程攻击。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本发明实施例的服务器、客户端中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，pc程序和pc程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在pc可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的pc来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。