远程激光制导飞行器控制系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及远程激光制导飞行器控制领域，具体涉及一种通过旋翼无人机作为观测追踪平台的远程激光制导飞行器控制系统。


背景技术：

2.激光制导飞行器的基本工作原理是：在弹道末段，激光照射器照射目标，飞行器上激光探测器实时探测目标漫反射的激光信号；当目标进入探测器视场后，激光探测器可根据目标偏离视场中心的偏差信号控制相应的脉冲发动机或舵机，对飞行弹道进行修正，实现对目标的精确打击，大大提高了飞行器的命中精度。
3.传统激光制导飞行器系统工作流程和特点：在传统飞行器执行工作时，先由观测单元搜索目标并测算其位置，然后指挥单元根据射表解算出发射仰角，测算诸元后下达发射指令，发射单元发射多枚飞行器。前方照射单元用激光照射目标，从而使得飞行器接收到目标上漫反射的激光信号，进行制导控制，但是照射单元上的照射激光工作距离有限，如果距离目标过远，激光强度衰减严重，难以起到预期的制导作用，而照射单元如果距离目标过近，也会增大被目标发现的可能性，所以照射单元的安全性一直难以得到切实的保障。
4.由于上述原因，本发明人针对传统激光制导飞行器系统的弊端，对传统远程激光制导飞行器控制系统做了深入研究，以期待设计出一种能够解决上述问题的远程激光制导飞行器控制系统。


技术实现要素：

5.为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种远程激光制导飞行器控制系统，该控制系统引入旋翼无人机搭载照射单元，通过图像识别的方式选择追踪照射目标，并且控制旋翼无人机规划其自身的飞行轨迹，兼顾自身安全和照射效果，从而持续提供必要的激光导引，从而完成本发明。
6.具体来说，本发明的目的在于提供以一种远程激光制导飞行器系统，该系统包括发射单元1、指挥单元2和旋翼无人机3，
7.其中，所述发射单元1用于发射飞行器，
8.所述指挥单元2用于与发射单元1和旋翼无人机3进行信息交互；
9.在所述旋翼无人机3上安装有图像捕捉模块31、解算模块32和激光照射模块33，
10.所述解算模块32用以控制旋翼无人机的飞行轨迹，还用于选择激光照射目标。
11.其中，所述图像捕捉模块31用于实时获取目标区域的地面图像信息，并且从地面图像寻找目标。
12.当所述旋翼无人机3发现目标后，通过图像捕捉模块31选定包含目标所在位置的目标区域，找出该目标区域中的所有目标，并且分别标记出各个目标的种类。
13.其中，所述解算模块32包括目标权重选择子模块321和路径规划子模块322；
14.当所述目标区域中包含多个目标时，通过目标权重选择子模块321选择最终目标。
15.所述路径规划子模块322用于解算出旋翼无人机的照射位置，并控制旋翼无人机飞到该照射位置，在照射位置发射导引激光照射目标。
16.本发明还提供一种激光制导飞行器控制方法，该方法包括如下步骤：
17.步骤1，通过旋翼无人机连续获得地面图像信息，并分析该地面图像中是否包含目标，
18.步骤2，在发现目标后，控制旋翼无人机上升，获得目标区域的图像信息，标注出该目标区域中目标的位置和种类，并选择最终目标，
19.步骤3，解算照射位置或者待命位置，并控制旋翼无人机飞向该照射位置/待命位置，
20.步骤4，通过指挥单元2控制发射单元1发射飞行器，在飞行器进入末制导段前1秒控制激光照射模块33发出导引激光照射最终目标。
21.本发明还提供一种从目标区域中挑选最终目标的方法，该方法中：
22.首先识别出目标区域内的全部目标，
23.逐一解算各个目标的权重值，并且选择权重值最大的目标为最终目标；
24.优选地，通过下式(一)逐一解算各个目标的权重值：
25.q＝x
类型
×
0.4 x
机动
×
0.25 x
威胁
×
0.35
ꢀꢀꢀ
(一)
26.其中，q表示目标权重，x
类型
表示目标类型对应的权重积分，x
机动
表示目标运动速度对应的权重积分，x
威胁
表示目标威胁程度对应的权重积分。
27.本发明所具有的有益效果包括：
28.(1)根据本发明提供的远程激光制导飞行器控制系统及其控制方法通过旋翼无人机发射导引激光，无人机机动性强、视野广，容易搜索、捕获、跟踪目标；
29.另外，无人机体积小、隐蔽性好，更容易接近目标进行侦察；
30.(2)根据本发明提供的远程激光制导飞行器控制系统及其控制方法中的旋翼无人机具有目标选择能力和照射位置选择能力，既能够结合实际情况选择最优目标，还能够保护自身不被发现，提高生存能力。
31.(3)根据本发明提供的远程激光制导飞行器控制系统及其控制方法中旋翼无人机能够发现多个目标，也能够按照最优顺序依次引导多个飞行器。
附图说明
32.图1示出根据本发明一种优选实施方式的远程激光制导飞行器控制系统整体结构逻辑图；
33.图2示出实施例中目标区域及照射位置示意图；
34.图3示出实施例中飞行器的飞行轨迹；
35.图4示出图3的局部放大图。
36.附图标号说明：
37.1-发射单元
38.2-指挥单元
39.3-旋翼无人机
40.31-图像捕捉模块
41.32-解算模块
42.321-目标权重选择子模块
43.322-路径规划子模块
44.323-计时模块
45.33-激光照射模块
具体实施方式
46.下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。
47.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
48.根据本发明提供的远程激光制导飞行器控制系统，如图1中所示，该系统包括发射单元1、指挥单元2和旋翼无人机3，其中，所述发射单元1用于发射飞行器，还用于在发射前调整飞行器的发射角度，以便于调整飞行器的轨迹高度及飞行距离；并且在发射时给予飞行器足够大的初速度；
49.所述指挥单元2用于与发射单元1、旋翼无人机3和飞行器进行信息交互；包括接收发射单元1、旋翼无人机3和飞行器发出的信息，在进行相应处理后再给发射单元1、观测单元3和飞行器发送控制指令。
50.优选地，所述指挥单元2接收旋翼无人机3传递来的目标区域的图像信息，在该图像信息中还包括旋翼无人机3对于图像中各个物体的种类，使用者可以对物体种类的准确与否进行判断和修正，再将判断和修正结果反馈给旋翼无人机3。更优选地，指挥单元2还可以向旋翼无人机3输入侦察车的侦察半径值。通过可选择地人工输入，既能够实现系统高度自动化，以便于应对快速变化的现场环境，还能够通过人工参与提高系统准确与稳定性，降低系统疏漏。
51.在所述旋翼无人机上安装有图像捕捉模块31、解算模块32和激光照射模块33，所述解算模块32用以控制旋翼无人机的飞行轨迹，还用于选择激光照射目标。所述图像捕捉模块21用于实时获取待勘探区域的地面图像信息，在将该地面图像信息提供给解算模块32的同时也传递给指挥单元2。所述激光照射模块33用于发射导引激光，持续照射目标，从而引导飞行器飞向目标，所述激光照射模块还用于发射测距激光，从而获得旋翼无人机与待测物体之间的距离。
52.优选地，所述旋翼无人机上还设置有卫星信号接收模块，用以实时获得旋翼无人机自身的位置信息，所述位置信息包括经度坐标、纬度坐标和海拔高度信息。
53.优选地，所述激光照射模块33包括导引激光发射装置，激光测距仪和磁罗盘式寻北仪，所述导引激光发射装置用于持续追踪目标并发射导引激光，持续照射目标，所述激光测距仪用于确定旋翼无人机与目标之间的相对距离，所述磁罗盘式寻北仪用于确定旋翼无人机与目标之间的方位角。
54.在一个优选的实施方式中，所述指挥单元2还用于给旋翼无人机发送指令，控制旋翼无人机飞向目标可能存在的区域，即待勘探区域，旋翼无人机需要在该区域范围内搜索
目标。优选地，所述旋翼无人机上的图像捕捉模块31能够拍摄一定范围内的地面图像，并且识别图像中的各个物体，即从地面图像寻找目标。
55.优选地，所述指挥单元2还用于在接收到旋翼无人机发来的最终目标的位置信息以后，根据最终目标位置信息、发射单元位置信息和飞行器射程来判断是否可以发射飞行器，在可以发射飞行器的情况下解算出飞行器的发射仰角，并将发射指令和发射仰角发送给发射单元。其中，所述位置信息包括经度坐标、纬度坐标和海拔高度信息；所述目标位置信息需要经过解算获得，所述旋翼无人机3通过测距激光确定旋翼无人机与目标之间的相对位置和相对距离，结合旋翼无人机自身的位置信息解算出目标的位置信息，该解算过程可以在旋翼无人机中进行，也可以在指挥单元中进行。
56.在一个优选的实施方式中，图像捕捉模块31包括摄像机，其用于实时拍摄地面图像并将之传送给解算模块32和指挥单元，所述解算模块32中包括图像数据库，该图像数据库中存储有目标外形信息，解算模块32实时识别地面图像上的物体，并与所述目标外形相比较，当地面图像上的物体与图像数据库中图像相似度达到预设值时，即认为该地面图像上的物体为目标。优选地，所述预设值可以选择为80％～90％。
57.当所述旋翼无人机发现目标后，提升旋翼无人机的飞行高度，通过图像捕捉模块31的摄像机选定一个包含目标所在位置的圆形区域，称之为目标区域，找出该目标区域中的所有目标，并且分别标记出各个目标的种类。
58.优选地，所述目标区域的选择方法为：首先通过激光照射模块33照射发现的第一个目标，获得该目标的位置信息，再沿着旋翼无人机的飞行方向，选择距离该目标1～2km距离的点作为圆点，所述目标区域即为以该圆点为圆心，以2.5～3km为半径的圆形，该半径如图2中的r1所示。其中，所述图像捕捉模块31持续拍摄旋翼无人机正前方的地面图像，所述圆点与第一个目标在同一水平面上，且该圆点与旋翼无人机的距离比第一个目标与旋翼无人机的距离更远。
59.在一个优选的实施方式中，所述解算模块32包括目标权重选择子模块321和路径规划子模块322；当所述图像捕捉模块31获得的目标区域中包含多个目标时，通过目标权重选择子模块321选择最终目标，并引导飞行器飞向该最终目标。
60.在所述目标的种类包括防空飞行器发射车、坦克、指挥车和侦察车等，在识别出地面图像/目标区域中的物体为目标时，同时标注该目标的种类。
61.所述目标权重选择子模块321通过下式(一)逐一解算各个目标的权重值，并且选择权重值最大的目标为最终目标。
62.q＝x
类型
×
0.4 x
机动
×
0.25 x
威胁
×
0.35
ꢀꢀꢀ
(一)
63.其中，q表示目标权重，x
类型
表示目标类型对应的权重积分，x
机动
表示目标运动速度对应的权重积分，x
威胁
表示目标威胁程度对应的权重积分。优选地，当所述目标为防空飞行器发射车时，x
类型
取值为0.7，当所述目标为坦克时，x
类型
取值为0.6，当所述目标为指挥车时，x
类型
取值为1，当所述目标为侦察车时，x
类型
取值为0.9；所述x
机动
的取值根据目标运动速度选择确定，所述x
威胁
的取值根据目标区域中同类目标的数量和同类目标间距离选择确定。
64.进一步优选地，所述目标权重选择子模块321中根据前后两帧图像中目标的相对位置关系、相邻两帧之间的时间差及目标与旋翼无人机之间的距离解算出目标的运动速度，具体的解算式如式(二)所示，
[0065][0066]
其中，v
t
表示目标运动速度，d1表示相邻两帧图像中目标位置的移动距离，t表示相邻两帧之间的时间差，l表示目标与旋翼无人机之间的距离，k表示图像的最大放大倍数。优选地，解算目标的运动速度时图像的放大倍数调至最大，从而使解算更精确。
[0067]
当所述目标运动速度在20千米/小时以下时，x
机动
取值为0.3，当所述目标运动速度大于20千米/小时且在50千米/小时以下时x
机动
取值为0.5，当所述目标运动速度大于50千米/小时且在80千米/小时以下时x
机动
取值为0.7，当所述目标运动速度大于80千米/小时时，x
机动
取值为0.8；
[0068]
进一步优选地，x
威胁
的具体取值方式为x
威胁
＝0.6p1 0.4p2。
[0069]
其中，p1取值由目标区域中同类目标的数量决定，p2取值由目标区域中同类目标间距离的平均值决定；
[0070]
具体地，当所述同类目标数量为1时，p1取值为0.35；同类目标数量为2时，p1取值为0.4；同类目标数量为3时，p1取值为0.45；同类目标数量为4或以上时，p1取值为0.5。所述同类目标间距离的平均值小于300米时，p2取值为0.5；距离的平均值在300米以上且小于600米时，p2取值为0.4；距离的平均值在600米以上且小于1000米以下时，p2取值为0.3；距离的平均值在1000米以上时，p2取值为0.2，只有一个目标时，p2取值为0。
[0071]
通过自动选择估计出最优的目标作为最终目标，能够实现反应快速化与利益最大化，并能够以此为依据将多个目标分级，引导多个飞行器分批追踪命中目标。
[0072]
在一个优选的实施方式中，所述路径规划子模块322用于解算出旋翼无人机的照射位置，并控制旋翼无人机飞到该照射位置，旋翼无人机到达照射位置后，在预定时刻通过激光照射模块33发射导引激光照射目标。
[0073]
优选地，在所述旋翼无人机上还预装有侦察车的侦察半径值，该旋翼无人机还能够接收指挥单元2发送来的侦察车的侦察半径值，在接收到地面发送来的侦察车的侦察半径值以后，以接收到的数值为准，在未接收到地面发送来的侦察车的侦察半径值时，以旋翼无人机中预装的数值为准。
[0074]
优选地，在所述图像捕捉模块31发现目标以后，获取目标区域，并解算出目标区域中所有目标的位置信息，建立地面坐标系，并转换/解算出各个目标的坐标值。优选地，所述地面坐标系的坐标原点为解算飞行器弹着点，即为飞行器末制导段时无激光导引，且没有外界环境干扰的理想情况下的着陆地点，地面坐标系的x轴经过所述原点a(0,0,0)，z轴为竖直向上方向，y轴为垂直于xz平面的方向，且符合右手定则。优选地，所述旋翼无人机还用于接收指挥单元2发来的判断和修正结果，并据此更新目标区域信息。
[0075]
在一个优选的实施方式中，当所述目标区域包含的目标中没有侦察车时，所述路径规划子模块322通过下式(三)解算照射位置，
[0076][0077]
其中，(x1,y1,z1)表示地面坐标系中无人机的照射位置，(x
目标
,y
目标
,z
目标
)表示地面坐标系中最终目标的位置，(x
次要
,y
次要
,z
次要
)表示地面坐标系中权重值第二的目标的位置。
[0078]
在一个优选的实施方式中，当所述目标区域包含的目标中含有侦察车，且侦察车的侦察半径小于特定值时，所述路径规划子模块322通过下式(四)解算照射位置，
[0079][0080]
其中，(x2,y2,z2)表示地面坐标系中无人机的照射位置，(x
c
,y
c
,z
c
)表示地面坐标系中侦察车点c的位置，(x
目标
,y
目标
,z
目标
)表示地面坐标系中最终目标的位置，r2表示侦察车的侦察半径。
[0081]
本技术中所述设定值与激光照射器上发射激光的强弱有关，本技术中优选为5000米。
[0082]
优选地，当目标选定为侦察车时，式(四)中第二个解算式为0，仅用第一个解算式即可。
[0083]
优选地，当所述目标区域中包含多个侦察车时，若距离目标最近的侦察车的侦察范围与其他侦察的侦察范围车不重叠，选最近的侦察车利用式(四)解算照射位置。
[0084]
当距离目标最近的侦察车的侦察范围与另一辆侦察车的侦察范围重叠时，通过下述式(四#)解算照射位置:
[0085][0086]
其中，(x2,y2,z2)表示地面坐标系中无人机的照射位置，(x
c
,y
c
,z
c
)表示距离目标最近的侦察车点c的位置，(x'
c
,y'
c
,z'
c
)表示地面坐标系中另一辆侦察车的位置，(x
目标
,y
目标
,z
目标
)表示地面坐标系中最终目标的位置，r2表示距离目标最近的侦察车的侦察半径，r'2表示另一辆侦察车的侦察半径。
[0087]
在一个优选的实施方式中，当所述目标区域包含的目标中含有侦察车，且侦察车的侦察半径大于特定值时，所述路径规划子模块322通过下式(五)解算待命位置，
[0088][0089]
其中，(x
31
,y
31
,z
31
)表示地面坐标系中无人机的待命位置，(x
c
,y
c
,z
c
)表示地面坐标系中侦察车点c的位置，(x
目标
,y
目标
,z
目标
)表示地面坐标系中最终目标的位置，r2表示侦察车的侦察半径。
[0090]
所述路径规划子模块322通过下式(六)解算照射位置，
[0091][0092]
(x
31
,y
31
,z
31
)表示地面坐标系中无人机的待命位置，(x
32
,y
32
,z
32
)表示地面坐标系中无人机的照射位置，(x
目标
,y
目标
,z
目标
)表示地面坐标系中最终目标的位置。
[0093]
优选地，当目标选定为侦察车时，式(五)中第二个解算式为0，仅用第一个解算式即可。
[0094]
优选地，当所述目标区域中包含多个侦察车时，若距离目标最近的侦察车的侦察范围与其他侦察的侦察范围车不重叠，选最近的侦察车利用式(五)解算待命位置。
[0095]
当距离目标最近的侦察车的侦察范围与另一辆侦察车的侦察范围重叠时，通过下述式(五#)解算待命位置:
[0096][0097]
其中，(x
31
,y
31
,z
31
)表示地面坐标系中无人机的待命位置，(x
c
,y
c
,z
c
)表示地面坐标系中距离目标最近的侦察车点c的位置，(x'
c
,y'
c
,z'
c
)表示地面坐标系中另一辆侦察车的位置，(x
目标
,y
目标
,z
目标
)表示地面坐标系中最终目标的位置，r2表示距离目标最近的侦察车的侦察半径，r'2表示另一辆侦察车的侦察半径。
[0098]
在飞行器发射特定时间后，所述旋翼无人机从待命位置飞到照射位置，并在到达照射位置后立即发出导引激光照射目标。
[0099]
所述特定时间通过下式(七)解算。
[0100][0101]
其中，t表示该特定时间，t1表示飞行器从发射到着陆所用总时间，是飞行器发射前根据总路程估算出的时间，v
uav
表示旋翼无人机的最大速度，t2表示飞行器激光末制导时间。
[0102]
所述照射位置是安全位置，位于侦察车的侦察范围之外，能够在保护自身的前提
下完成激光照射任务，当侦察车的侦察范围极大时，控制旋翼无人机尽可能短地进入到其侦察范围，以便于提高完成任务的可能性。
[0103]
优选地，由于目标可能是处于移动状态的，所以所述照射位置也可能是需要变动的，所以所述旋翼无人机实时解算照射位置，并实时控制旋翼无人机调整位置。
[0104]
在一个优选的实施方式中，在解算模块32中还包括计时模块323，其用于计算/存储飞行器进入末制导段的时间，并在飞行器进入末制导段前1秒控制激光照射模块33启动工作并发出导引激光。优选地，在所述发射单元1发射飞行器时，发射单元1会将飞行器发射的具体时间及发射角度等信息实时传递给指挥单元2，所述指挥单元2会及时将飞行器的发射时间信息传递给旋翼无人机的计时模块323，所述计时模块323解算飞行器进入末制导段的时间。更优选地，所述计时模块323还用于实时接收飞行器发来的飞行器位置信息，根据该信息解算并更新所述飞行器进入末制导段的时间。
[0105]
本发明还提供一种激光制导飞行器控制方法，该方法包括如下步骤：
[0106]
步骤1，通过旋翼无人机连续获得地面图像信息，并分析该地面图像中是否包含目标，
[0107]
步骤2，在发现目标后，控制旋翼无人机上升，获得目标区域的图像信息，标注出该目标区域中目标的位置和种类，选择最终目标，
[0108]
步骤3，解算照射位置或者待命位置，并控制旋翼无人机飞向该照射位置/待命位置。
[0109]
步骤4，通过指挥单元2控制发射单元1发射飞行器，在飞行器进入末制导段前1秒控制激光照射模块33发出导引激光照射最终目标。
[0110]
优选地，在步骤1中，通过从解算模块32中的图像数据库中调取预存的目标外形信息，比较地面图像中各个物体与目标外形的相似度，当相似度达到85％以上时即认为该地面图像中包含目标。
[0111]
优选地，在步骤2中，旋翼无人机在发现目标以前，以距离地面2000米的高度巡航，在发现目标以后，上升1000米高度，并调整图像捕捉模块31的角度，从而获得目标区域的图像信息，并分别标注该目标区域中每个目标的位置及种类，所述目标种类包括防空飞行器发射车、坦克、指挥车和侦察车等。
[0112]
所述目标区域的选择方法为：首先通过激光照射模块33照射发现的第一个目标，获得该目标的位置信息，再沿着旋翼无人机的飞行方向，选择距离该目标1～2km距离的点作为圆点，优选为1.5km，所述目标区域即为以该圆点为圆心，以2.5～3km为半径的圆形，半径优选为2.5km。其中，所述图像捕捉模块31持续拍摄旋翼无人机正前方的地面图像，所述圆点与第一个目标在同一水平面上，且该圆点与旋翼无人机的距离比第一个目标与旋翼无人机的距离更远。
[0113]
在目标区域中包含多个目标时，从目标区域中挑选最终目标的方法为：通过下式(一)逐一解算各个目标的权重值，并且选择权重值最大的目标为最终目标。
[0114]
q＝x
类型
×
0.4 x
机动
×
0.25 x
威胁
×
0.35
ꢀꢀꢀ
(一)
[0115]
其中，q表示目标权重，x
类型
表示目标类型对应的权重积分，x
机动
表示目标运动速度对应的权重积分，x
威胁
表示目标威胁程度对应的权重积分。优选地，当所述目标为防空飞行器发射车时，x
类型
取值为0.7，当所述目标为坦克时，x
类型
取值为0.6，当所述目标为指挥车时，
x
类型
取值为1，当所述目标为侦察车时，x
类型
取值为0.9；所述x
机动
的取值根据目标运动速度选择确定，所述x
威胁
的取值根据目标区域中同类目标的数量和同类目标间距离选择确定。
[0116]
优选地，所述目标权重选择子模块321中根据前后两帧图像中目标的相对位置关系、相邻两帧之间的时间差及目标与旋翼无人机之间的距离解算出目标的运动速度，具体的解算式如式(二)所示，
[0117][0118]
其中，v
t
表示目标运动速度，d1表示相邻两帧图像中目标位置的移动距离，t表示相邻两帧之间的时间差，l表示目标与旋翼无人机之间的距离，k表示图像的最大放大倍数。优选地，解算目标的运动速度时图像的放大倍数调至最大，从而使解算更精确。
[0119]
当所述目标运动速度在20千米/小时以下时，x
机动
取值为0.3，当所述目标运动速度大于20千米/小时且在50千米/小时以下时x
机动
取值为0.5，当所述目标运动速度大于50千米/小时且在80千米/小时以下时x
机动
取值为0.7，当所述目标运动速度大于80千米/小时时，x
机动
取值为0.8；
[0120]
优选地，x
威胁
的具体取值方式为x
威胁
＝0.6p1 0.4p2。
[0121]
其中，p1取值由目标区域中同类目标的数量决定，p2取值由目标区域中同类目标间距离的平均值决定；
[0122]
具体地，当所述同类目标数量为1时，p1取值为0.35；同类目标数量为2时，p1取值为0.4；同类目标数量为3时，p1取值为0.45；同类目标数量为4或以上时，p1取值为0.5。所述同类目标间距离的平均值小于300米时，p2取值为0.5；距离的平均值在300米以上且小于600米时，p2取值为0.4；距离的平均值在600米以上且小于1000米以下时，p2取值为0.3；距离的平均值在1000米以上时，p2取值为0.2。
[0123]
在一个优选的实施方式中，在步骤3中，根据目标区域是否包含侦察车及侦察车的侦察半径，选择不同的照射位置，并控制旋翼无人飞向该照射位置。当解算出的照射位置有多个时，选择距离旋翼无人机最近的位置作为最终的照射位置。
[0124]
其中，当所述目标区域包含的目标中没有侦察车时，通过下式(三)解算照射位置，
[0125][0126]
其中，(x1,y1,z1)表示地面坐标系中无人机的照射位置，(x
目标
,y
目标
,z
目标
)表示地面坐标系中最终目标的位置，(x
次要
,y
次要
,z
次要
)表示权重值第二的目标在地面坐标系中的位置。本技术中获得的照射位置和待命位置都是地面坐标系中的位置，在控制旋翼飞行器飞行的过程中，需要再根据旋翼无人机当前位置解算出具体的行进方向。
[0127]
在一个优选的实施方式中，解算照射位置或者待命位置的方法为：当所述目标区域包含的目标中含有侦察车，且侦察车的侦察半径小于特定值时，通过下式(四)解算照射位置，
[0128][0129]
其中，(x2,y2,z2)表示地面坐标系中无人机的照射位置，(x
c
,y
c
,z
c
)表示地面坐标系中侦察车c的位置，(x
目标
,y
目标
,z
目标
)表示最终目标的位置，r2表示侦察车的侦察半径。
[0130]
所述设定值与激光照射器上发射激光的强弱有关，本技术中优选为5km。
[0131]
在一个优选的实施方式中，当所述目标区域包含的目标中含有侦察车，且侦察车的侦察半径大于特定值时，通过下式(五)解算待命位置，
[0132][0133]
其中，(x
31
,y
31
,z
31
)表示地面坐标系中无人机的待命位置，(x
c
,y
c
,z
c
)表示地面坐标系中侦察车点c的位置，(x
目标
,y
目标
,z
目标
)表示地面坐标系中最终目标的位置，r2表示侦察车的侦察半径。
[0134]
通过下式(六)解算照射位置，
[0135][0136]
其中，(x
31
,y
31
,z
31
)表示地面坐标系中无人机的待命位置，(x
32
,y
32
,z
32
)表示地面坐标系中无人机的照射位置，(x
目标
,y
目标
,z
目标
)表示地面坐标系中最终目标的位置。
[0137]
在飞行器发射特定时间后，所述旋翼无人机从待命位置以最大速度飞到照射位置，并在到达照射位置后立即发出导引激光照射目标。
[0138]
所述特定时间通过下式(七)解算。
[0139][0140]
其中，t表示该特定时间，t1表示飞行器从发射到着陆所用总时间，v
uav
表示旋翼无人机的最大速度，t2表示飞行器激光末制导时间。
[0141]
实施例
[0142]
指挥单元、发射单元所在位置信息为经度107
°
e、纬度34
°
n、海拔高度600米，旋翼无人机所在位置信息为经度107
°
20
′
e、纬度34
°
16
′
n、海拔高度700米。无人机起飞，开始搜寻目标，并保持飞行高度为h＝2000米；持续获得地面图像信息，并通过比较首先发现防空飞行器发射车，即为图2中的m点(200，1500，200)，控制旋翼无人机上升1000米，再设置目标区域，该目标区域和地面坐标系如图2中所示，目标区域圆心点b(0,3000,200)，半径r1＝2500米。在该目标区域中发现了多个目标，包括防空飞行器发射车，即为点m，坦克，即为点n1和n2，二者相距280米，指挥车，即为o和侦察车，即为点c。由于目标区域中存在多个目标，通过式(一)逐一解算各个目标的权重值；
[0143]
q＝x
类型
×
0.4 x
机动
×
0.25 x
威胁
×
0.35
ꢀꢀꢀ
(一)
[0144]
分别给出四种目标的权重计算数值，各目标x
类型
的取值如下：防空飞行器发射车为0.7，坦克为0.6，指挥车为1，侦察车为0.9；
[0145]
测算得到四个目标的速度分别为：防空飞行器发射车为17千米/小时，两个坦克都为15千米/小时，指挥车为56千米/小时，侦察车为82千米/小时；对应的机动权重为防空飞行器发射车为0.3，坦克为0.3，指挥车为0.7，侦察车为0.8；
[0146]
关于其中威胁部分，x
威胁
＝0.6p1 0.4p2，同类目标数量为1时，p1取值为0.35；同类目标数量为2时，p1取值为0.4；所述同类目标间距离的平均值小于300米时，p2取值为0.5；所以x
威胁
的取值如下：防空飞行器发射车为0.21，坦克为0.44，指挥车为0.21，侦察车为0.21；
[0147]
通过式(一)得到四个目标的权重分别为：防空飞行器发射车为0.4285，坦克为0.469，指挥车为0.6485，侦察车为0.6335，所以选择指挥车作为最终目标。
[0148]
通过指挥模块解算最终目标与发射模块之间的距离为48000米，确定能够发射飞行器，飞行器的发射角度为45
°
。
[0149]
目标种类中包含侦察车，侦察车的侦察半径由指挥单元输入，即r2为3000米，通过式(四)解算照射位置w点的坐标：
[0150][0151]
其中，各个参数的取值如下：
[0152]
最终目标坐标即指挥车点o坐标(-300，1000，300)，侦察车点c坐标(0，3500，200)；
[0153]
解得照射位置w点的坐标(x2,y2,z2)＝(-357.8,518.8,319.3)。
[0154]
控制旋翼无人机到该照射位置，再控制发射模块发射飞行器。
[0155]
飞行器发射时并开始计，指挥车始终以56千米/小时的速度匀速前进。在飞行器发射120秒以后，旋翼无人机发出导引激光照射最终目标，飞行器发射135秒后着陆。
[0156]
所述飞行器的飞行轨迹如图3所示，图4是图3的局部放大图，图3和图4中主要展示飞行器在接近着陆时的轨迹和目标轨迹。通过图3和图4可知，飞行器的落点与目标之间的距离在1米以下，这在飞行器的有效毁伤范围之内。
[0157]
以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。