基于双无人机的激光诱骗干扰设备诱偏效果外场评估系统的制作方法

本发明涉及激光制导领域，特别是涉及一种基于双无人机的激光诱骗干扰设备诱偏效果外场评估系统。

背景技术：

激光半主动寻的制导是目前最为常用的激光制导方式，其基本原理是由弹外激光目标指示器发射的激光束照射目标，弹上激光寻的器接收目标漫反射的回波信号使制导系统形成对目标的跟踪和对导弹的控制信号，从而将导弹准确地导向目标，依照激光半主动制导武器的攻击模式，可以分为本照本投、本照他投、地照他投。而激光诱骗干扰设备是一种有效的对抗激光半主动寻的制导武器的设备。

目前，激光诱骗干扰设备外场环境下诱偏效果评估方法，主要包括实弹打靶法、全过程仿真法、半实物仿真法、地面动态模拟测试法等。其中，实弹打靶法作战过程逼真、可信度高，但实施难度大、测试消耗多、环境条件受限；全过程仿真法中弹、目标、干扰的数据模型建立至关重要，但该过程实现完全客观的仿真又异常困难；半实物仿真法以软硬结合的方式实现对干扰效果的评估，关键在于仿真软件的实时性，实现过程具有较高难度；地面动态模拟测试法将测试系统放置于地面，由激光导引头数据录取设备记录在受到干扰前后输出信号的变化情况。但是，地面测试法将弹和目标的机动过程忽略，逼真度不够；且由于导引头和目标指示器均架设于地面，视场受限，不能有效覆盖所有假目标的预设区域，因此对激光诱骗干扰设备诱偏效果评估时存在盲区。因此，需要研究一种新的更为有效的激光诱骗干扰设备诱偏效果外场评估方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于双无人机的激光诱骗干扰设备诱偏效果外场评估系统，能够对激光诱骗干扰设备诱偏效果进行有效地评估。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于双无人机的激光诱骗干扰设备诱偏效果外场评估系统，包括：第一飞行装置、安装在所述第一飞行装置中的第一图像采集处理模块和激光目标指示器、第二飞行装置以及安装在所述第二飞行装置中的探测器；

所述第一图像采集处理模块包括：第一图像采集单元和第一图像跟踪处理单元；所述第一图像跟踪处理单元，用于对所述第一图像采集单元采集到的图像进行分析处理，并根据所述图像对目标的位置进行解算，得到第一解算位置，所述目标安装有待评估的激光诱骗干扰设备；

所述激光目标指示器，用于根据所述第一解算位置向所述目标发射指定编码格式的指示激光；

所述探测器，用于探测所述目标反射的激光信号，所述激光信号用于目标位置的解算；将所述待评估的激光诱骗干扰设备开启前后，根据激光反射信号解算得到的目标位置分别记为第二解算位置和第三解算位置，通过所述第二解算位置和所述第三解算位置的偏差评估所述激光诱骗干扰设备的诱偏效果。

可选的，所述系统还包括：安装在所述第一飞行装置中的框架结构，所述框架结构包括俯仰框和方位框，所述俯仰框绕俯仰轴转动，所述方位框绕方位轴转动，所述俯仰轴安装在所述方位框上，所述激光目标指示器安装于所述俯仰框上；或所述方位轴安装在所述俯仰框上，所述激光目标指示器安装于所述方位框上；所述激光目标指示器通过所述俯仰框和所述方位框的转动，实现方位与俯仰角度的调整。

可选的，所述第一图像采集单元与所述激光目标指示器安装于同一所述俯仰框或所述方位框上。

可选的，所述第一图像采集单元包括：可见光成像单元和/或红外成像单元。

可选的，所述系统还包括安装在所述第一飞行装置中的第一控制单元和第一通讯链路单元，所述第一图像跟踪处理单元还用于对所述目标进行跟踪，将所述目标锁定在视场中心，所述第一控制单元的信号采集端与所述第一图像采集处理模块的输出端连接，所述第一控制单元的第一控制端与所述激光目标指示器连接，所述第一控制单元的第二控制端与所述激光目标指示器的方位驱动部件以及俯仰角度驱动部件连接；所述第一控制单元通过所述第一通讯链路单元与地面控制台进行通讯。

可选的，所述系统还包括第一吊舱，所述第一吊舱安装在所述第一飞行装置上，所述第一图像采集处理模块、激光目标指示器、第一控制单元和第一通讯链路单元均安装在所述第一吊舱中。

可选的，所述系统还包括安装在所述第二飞行装置中的第二控制单元、导引头以及安装在所述导引头轴线上的第二图像采集单元，所述第二控制单元根据所述探测器探测得到的激光反射信号对所述目标的位置进行解算，并控制所述导引头的轴线指向所述目标，所述第二图像采集单元沿所述导引头的轴线采集图像，并将采集到的图像传输至所述第二控制单元。

可选的，所述第二图像采集单元包括可见光成像单元和/或红外成像单元。

可选的，所述系统还包括安装在所述第二飞行装置中的第二通讯链路单元，所述第二控制单元通过所述第二通讯链路单元与地面控制台进行通讯。

可选的，所述系统还包括第二吊舱，所述第二吊舱安装在所述第二飞行装置上，所述探测器、第二控制单元、第二通讯链路单元、导引头以及第二图像采集单元均安装在所述第二吊舱。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的基于双无人机的激光诱骗干扰设备诱偏效果外场评估系统，通过采用两个飞行装置分别搭载激光目标指示所需的构件以及激光导引所需的构件，模拟激光半主动制导武器本照他投的攻击模式，在待评估激光诱骗干扰设备开启前后，分别对探测器采集到的激光反射信号进行解算，根据待评估激光诱骗干扰设备开启前后解算出的位置的变化，评估激光诱骗干扰设备的诱偏效果。不但实现了导引视场对目标区域假目标的全覆盖，并且能够对静止和机动状态下的激光诱骗干扰设备诱偏效果进行有效评估。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例激光诱骗干扰设备诱偏效果外场评估方法原理图；

图2是本发明实施例激光诱骗干扰设备诱偏效果外场评估方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供了一种基于双无人机的激光诱骗干扰设备诱偏效果外场评估系统，该系统包括：第一飞行装置、安装在所述第一飞行装置中的第一图像采集处理模块和激光目标指示器、第二飞行装置以及安装在所述第二飞行装置中的探测器；

所述第一图像采集处理模块包括：第一图像采集单元和第一图像跟踪处理单元；所述第一图像跟踪处理单元，用于对所述第一图像采集单元采集到的图像进行分析处理，并根据所述图像对目标的位置进行解算，得到第一解算位置，所述目标安装有待评估的激光诱骗干扰设备；

所述激光目标指示器，用于根据所述第一解算位置向所述目标发射指定编码格式的指示激光；

所述探测器，用于探测所述目标反射的激光信号，所述激光信号用于目标位置的解算；将所述待评估的激光诱骗干扰设备开启前后，根据激光反射信号解算得到的目标位置分别记为第二解算位置和第三解算位置，通过所述第二解算位置和所述第三解算位置的偏差评估所述激光诱骗干扰设备的诱偏效果。

其中，第一飞行装置和第二飞行装置可以是无人机。

由飞行装置搭载探测器，实现了对目标区域假目标的全覆盖。图像跟踪处理单元能够对目标进行跟踪和锁定，使得本发明不仅对静止状态下的激光诱骗干扰设备的诱偏效果进行有效评估，还能够对机动状态下的激光诱骗干扰设备的诱偏效果进行有效评估。

在实施例中，本发明提供的系统还可以包括：安装在所述第一飞行装置中的框架结构，该框架结构可以为两轴两框架结构，包括俯仰框和方位框，所述俯仰框绕俯仰轴转动，所述方位框绕方位轴转动，所述俯仰轴安装在所述方位框上，所述激光目标指示器安装于所述俯仰框上；或所述方位轴安装在所述俯仰框上，所述激光目标指示器安装于所述方位框上；所述激光目标指示器通过所述俯仰框和所述方位框的转动，实现方位与俯仰角度的调整，进而，能够通过调整自身姿态，来指向目标。

在实施例中，所述第一图像采集单元可以与所述激光目标指示器安装于同一所述俯仰框或所述方位框上。比如，在实际的应用中，方位框可以为外框，俯仰框可以为内框，俯仰轴插设于方位框的框架中，方位框绕方位轴转动，俯仰框绕俯仰轴转动，第一图像采集单元以及激光目标指示器通过共用的机械结构一同安装在俯仰框上，第一图像跟踪处理单元以及其他构件可以安装在方位框上。

上述俯仰轴与俯仰框为一体结构，可以通过电机带动俯仰轴转动，这会使俯仰框绕俯仰轴旋转，同样的，方位轴与方位框为一体结构，可以通过电机带动方位轴转动，会使方位框绕方位轴旋转。

在实施例中，所述第一图像采集单元可以包括：可见光成像单元和/或红外成像单元。其中，可见光成像模块由第一控制单元控制，将景物可见光图像经过光电转换和处理，转化为高清视频信号，实时将高清视频信号通过第一通讯链路单元回传至地面控制台；红外成像模块由第一控制单元控制，将景物红外图像经过光电转换和处理，转化为高清视频信号，实时将高清视频信号通过通讯链路单元回传至地面地面控制台。

在实施例中，本发明提供的系统还可以包括安装在所述第一飞行装置中的第一控制单元和第一通讯链路单元，所述第一图像跟踪处理单元还用于对所述目标进行跟踪，将所述目标锁定在视场中心，所述第一控制单元的信号采集端与所述第一图像采集处理模块的输出端连接，所述第一控制单元的第一控制端与所述激光目标指示器连接，所述第一控制单元的第二控制端与所述激光目标指示器的方位驱动部件以及俯仰角度驱动部件连接，比如，可以通过控制驱动俯仰轴和方位轴转动，来调整激光目标指示器的姿态；所述第一控制单元通过所述第一通讯链路单元与地面控制台进行通讯。

第一图像跟踪处理单元将所述目标锁定在视场中心，第一图像跟踪处理单元输出的图像信号通过第一通讯链路单元传输至地面控制台，这样，地面控制台处便可以直观的观测到目标。

第一控制单元还通过第一通讯链路单元接收地面控制台的指令，根据指令实现对激光目标指示器方位和俯仰角度的调整，比如，通过控制俯仰轴和方位轴的转动角度实现对激光目标指示器方位和俯仰角度的调整。

在实施例中，本发明提供的系统还可以包括第一吊舱，也可以称之为激光目标指示吊舱，所述第一吊舱安装在所述第一飞行装置上，所述可见光成像模块、红外成像模块、图像跟踪处理单元、激光目标指示器、第一控制单元和第一通讯链路单元均安装在所述第一吊舱中。第一控制单元、可见光成像模块、红外成像模块、图像跟踪处理单元、激光目标指示器在所述激光目标指示吊舱内部相互独立。

在实际应用中，所述第一控制单元主要完成激光第一飞行装置内机载光电系统的稳定控制、图像搜索与跟踪、激光指示等功能。所述控制单元模块通过第一通讯链路单元与地面控制台进行通讯；所述第一控制单元根据地面控制台的搜索指令控制各个框架转动，完成对目标的搜索；所述第一控制单元根据控制台的锁定控制指令，控制激光目标指示吊舱进入锁定状态，吊舱本体框架锁定到零位，瞄准线指向机轴正前方；所述第一控制单元根据地面控制台发出的发射激光指令，控制激光目标指示器发出指定编码格式的激光；所述第一控制单元对激光目标指示吊舱稳定平台发出控制指令，隔离载机的运动以稳定瞄准线；所述第一控制单元与各传感器进行通讯。

在实施例中，优选的，图像跟踪处理单元由第一控制单元控制，利用生成的视频图像提取目标信息进行算法处理，完成目标位置解算、十字线加载/消隐、跟踪记忆以及目标标定与锁定，并通过通讯链路单元与地面控制台通讯；所述图像跟踪处理单元将输入的电视差分视频、红外差分视频进行ad采样转换为数字图像存储，dsp利用数字图像信息进行目标位置解算，并根据方位、俯仰偏差信息将目标锁定在视场中心，实现目标的自动跟踪。同时图像跟踪处理单元还根据各种反馈信息在视频信号上叠加提示字符，最终进行视频输出。选择ep4c系列作为算法软件运行的平台，选择256k×8bit的双口ram作为视频数据存储介质。激光目标指示器是一种轻质化激光目标指示器，在第一控制单元的控制下发射指定编码格式的1064nm指示激光。第一通讯链路单元是一种无线通讯单元，可以完成激光目标指示吊舱与控制台的2路图像传输以及数据通信。

在实施例中，本发明提供的系统还包括安装在所述第二飞行装置中的第二控制单元、导引头以及安装在所述导引头轴线上的第二图像采集单元，所述第二控制单元根据所述探测器探测得到的激光反射信号对所述目标的位置进行解算，并根据解算得到的目标位置，控制所述导引头的轴线指向所述目标，所述第二图像采集单元沿所述导引头的轴线采集图像，并将采集到的图像传输至所述第二控制单元。

优选的，还可以通过观察模拟激光半主动导引头的光学视场中心与激光目标指示器的光学视场中心的偏差来评估激光诱骗干扰设备的诱偏效果。

在上述实施例中，所述第二图像采集单元可以包括可见光成像单元和/或红外成像单元。

在实施例中，本发明提供的系统还包括安装在所述第二飞行装置中的第二通讯链路单元，所述第二控制单元通过所述第二通讯链路单元与地面控制台进行通讯。待评估的激光诱骗干扰设备开启前后，根据激光反射信号解算得到的第二解算位置和第三解算位置可以通过第二通讯链路单元传回地面控制台。可以由地面控制台实现对第二解算位置和第三解算位置的比对，进而得到激光诱骗干扰设备的诱偏效。

在实施例中，本发明提供的系统还包括第二吊舱，也可以称之为激光导引吊舱，所述第二吊舱安装在所述第二飞行装置上，所述探测器、第二控制单元、第二通讯链路单元、导引头以及第二图像采集单元均安装在所述第二吊舱。所述第二控制单元模块、所述红外成像模块、光成像单元、红外成像单元、所述轻质化激光导引头在所述激光导引吊舱内部相互独立。

所述第二控制单元通过第二通讯链路单元与地面控制台进行通讯；所述第二控制单元根据导引头四象限探测器上所接收到的目标激光反射信号，对探测器输出信号进行处理，提取导引头轴线与目标视线之间的弹目偏差角信号，调整导引头轴线指向目标，完成对目标的跟踪；所述控制单元模块对接收到的激光回波信号进行解码；所述第二控制单元根据地面控制台的跟踪控制指令，控制激光导引吊舱进入跟踪状态，吊舱本体框架锁定到零位，瞄准线指向机轴正前方；所述第二控制单元对激光导引吊舱稳定平台发出控制指令，隔离载机的运动以稳定瞄准线；所述第二控制单元与各传感器进行通讯。所述激光导引吊舱采用两轴两框架的系统结构设计，外框为方位框，内框为俯仰框，第二图像采集单元、轻质化激光导引头通过共用的机械结构放置的俯仰内平台上，控制模块、图像跟踪处理单元、通讯链路单元放置在方位平台上。

在实施例中，优选的，所述激光导引头是一种轻质化激光导引头，工作波长为1064nm；所述第二通讯链路单元是一种无线通讯单元，可以完成激光导引吊舱与控制台的图像传输以及数据通信。

在上述实施例中，所述第一飞行装置(长机)可以是一种六旋翼无人机，所述激光目标指示吊舱通过吊舱安装支架安装于所述第一飞行装置(长机)上。

所述第二飞行装置(僚机)是一种六旋翼无人机，所述激光导引吊舱通过吊舱安装支架安装于所述第二飞行装置(僚机)上。

所述控制台为计算机；所述地面控制台通过地面通讯链路单元与激光目标指示吊舱和激光导引吊舱通讯。

所述地面控制台内部含有控制软件系统，所述控制软件集成图像解码软件，同时显示激光目标指示吊舱和激光导引吊舱两路视频，通过视频界面实现对两个吊舱的控制。

所述控制软件实时显示导引头视场变化情况，自动记录诱骗干扰设备工作前后导引头的指示方位角度。

如图1所示，所述第一飞行装置(长机)搭载所述激光目标指示吊舱，所述第二飞行装置(僚机)搭载激光导引吊舱分别起飞，飞至目标区域上空。通过地面控制台控制激光目标指示吊舱扫描目标区域，对目标激光诱骗干扰设备进行锁定、跟踪以及激光指示，并在地面控制台实时显示扫描区域的红外或可见光图像。通过地面控制台控制激光导引吊舱，接收目标的激光反射回波信号，并在控制台终端实时显示导引头视场的红外图像。可以通过观察模拟激光半主动导引头的光学视场中心是否与激光目标指示器的光学视场中心一致，来判断激光半主动寻的制导武器模拟攻击的效果。当开启地面激光诱骗干扰设备时，控制台软件会实时显示导引头视场变化情况，并且会自动记录诱骗干扰设备工作前后导引头指示的方位角信息。通过观察导引头的光学视场中心是否被引偏至激光诱骗干扰设备激光照射的假目标位置，来评估地面激光诱骗干扰设备是否实施有效诱偏；通过分析导引头指示方位角信息的变化情况可以定量评估激光诱骗干扰设备的诱偏效果。

图2为本发明实施例激光诱骗干扰设备诱偏效果外场评估方法流程图，如图2所示，在对激光诱骗干扰设备进行外场评估时，在控制站选择本照他投模式，所述第一飞行装置(长机)搭载所述激光目标指示吊舱，所述第二飞行装置(僚机)搭载激光导引吊舱各自起飞，分别飞至目标区域上空。

通过地面控制台控制激光目标指示吊舱扫描目标区域，对目标激光诱骗干扰设备进行锁定、跟踪以及激光指示。为保证无人机携带激光目标指示器照射激光时产生危险，可提前设置照射激光权限，当激光目标指示器锁定目标后向地面控制站请求“发射激光”命令，待地面控制站确认安全后，发出“允许”指令，方能照射目标。

指示激光经过目标的漫反射后，以激光回波的形式进入激光半主动导引头，第二飞行装置通过吊舱调转激光导引头，使其跟踪并锁定不断散射激光回波的目标，并在控制台终端实时显示导引头视场的红外图像。

当开启地面激光诱骗干扰设备时，控制台软件会实时显示导引头视场变化情况，并且会自动记录诱骗干扰设备工作前后导引头指示的方位角信息。通过观察导引头的光学视场中心是否被引偏至激光诱骗干扰设备激光照射的假目标位置，来评估地面激光诱骗干扰设备是否实施有效诱偏；通过分析导引头指示方位角信息的变化情况可以定量评估激光诱骗干扰设备的诱偏效果。

本发明利用双无人机分别搭载激光目标指示吊舱和激光导引吊舱，通过地面控制台控制激光目标指示吊舱扫描目标区域，对搭载激光诱骗干扰设备的目标进行锁定、跟踪以及激光指示，并在控制台实时显示扫描区域的红外或可见光图像；通过地面控制台控制激光导引吊舱，接收目标的激光反射回波信号，并在控制台终端实时显示导引头视场的红外图像。当激光诱骗干扰设备工作时，控制台软件会实时显示导引头视场变化情况，并且会自动记录诱骗干扰设备工作前后导引头指示的方位角度，实现对激光诱骗干扰设备的诱偏效果评估。不但实现了导引视场对目标区域假目标的全覆盖，并且能够对静止和机动状态下的激光诱骗干扰设备诱偏效果进行有效评估。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。