CN107883817B - 带有混合制导武器的无人直升机控制***及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了带有混合制导武器的无人直升机控制***及控制方法，所述***包括机载子***和地面子***，所述机载子***包括武器模块，在武器模块内承载有图像制导武器和激光制导武器，所述图像制导武器和激光制导武器分别包括图像导引头和激光导引头；所述方法包括以下步骤：1、对目标进行搜索、探测、识别、锁定、跟踪和定位，任选地，稳瞄装置向目标发射激光，2、调整飞行区域，使目标在图像导引头的搜索范围之内，和/或，使激光导引头能够接收到经目标漫反射的激光，3、武器操控席位发出“上电”指令，控制图像导引头和/或激光导引头上电，4、武器操控席位发出“点火”指令，进行图像制导武器和/或激光制导武器的发射，实现目标打击。
Description
技术领域
本发明涉及无人直升机，尤其涉及带有混合制导的无人直升机，特别地，涉及带有混合制导的无人直升机控制***及控制方法。
背景技术
在现代战争中，打击一些稍纵即逝的机动目标和时敏目标是作战的关键。在现有技术中，可以携带武器且进行打击的较多为固定翼飞机，但是固定翼飞机不能悬停照射、不能悬停攻击、挂重第等缺点。
而针对于上述缺陷，采用无人直升机均能得到有效解决，因为无人直升机可以实现悬停照射和悬停攻击，并且，相对于有人直升机，无人直升机无人驾驶、人身安全性高，体积较小、不易被侦测，构造简单、性价比高。但是，现有技术并没有公开可以挂载武器且察打一体的无人直升机。
发明内容
为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种带有混合制导武器的无人直升机控制***及其控制方法，从而完成本发明。
本发明一方面提供了一种带有混合制导武器的无人直升机控制***，具体体现在以下方面：
(1)带有混合制导武器的无人直升机控制***，其中，所述***包括机载子***1和地面子***2，其中，在所述机载子***1上设置有武器模块14，在所述武器模块14上挂载有图像制导武器143和激光制导武器144，其中，在所述图像制导武器143上设置有图像导引头1431和图像弹载计算机1432；在所述激光制导武器144上设置有激光导引头1441和激光弹载计算机1442，所述激光导引头1441包括激光接收器14411。
(2)根据上述(1)所述的***，其中，所述机载子***1还包括机载数据链终端11、稳瞄装置12和飞控模块13，其中，所述机载任务管理器15包括母板151、机载综合控制板152和武器发控板153。
(3)根据上述(1)或(2)所述的***，其中，所述地面子***2包括地面数据链终端21、稳瞄操控席位22、飞控操控席位23、武器操控席位24和地面任务管理器25，其中，所述地面任务管理器25包括地面综合控制板251，在地面综合控制板251上设置有数据分发模块2511和指令重组模块2512。
本发明另一方面提供一种混合制导无人直升机的控制方法，具体体现如下：
(4)带有激光制导武器的无人直升机的控制方法，其中，所述方法包括以下步骤：
步骤1、利用稳瞄装置12和稳瞄操控席位22对目标进行搜索、探测、识别、锁定、跟踪和定位，任选地，稳瞄装置12向目标发射激光；
步骤2、调整飞行区域，使目标在图像导引头1431的搜索范围之内，和/或，调整飞行区域，使激光导引头1441的激光接收器14411能够接收到经目标漫反射的激光，即漫反射激光；
步骤3、武器操控席位24发出“上电”指令，控制图像导引头1431和/或激光导引头1441上电；
步骤4、武器操控席位24发出“点火”指令，进行图像制导武器1431和/或激光制导武器1432的发射，实现目标打击。
附图说明
图1示出本发明所述带有混合制导武器的无人直升机控制***的结构示意图；
图2示出本发明所述飞控模块的结构示意图；
图3示出本发明所述稳瞄装置的结构示意图；
图4示出本发明所述武器模块的结构示意图；
图5示出本发明所述机载任务管理器的结构示意图；
图6示出本发明所述地面子***的结构示意图；
图7示出本发明所述带有混合制导武器的无人直升机的控制方法。
附图标号说明：
1-机载子***；11-机载数据链终端；12-稳瞄装置；121-图像记录仪；122-可见光电视；123-视频***；124-红外热像仪；125-激光测照器；126-伺服控制器；127-光电管理计算机；13-飞控模块；131-传感器子模块；132-飞控计算机；133-执行机构；14-武器模块；141-机载挂架；142-武器发射筒；143-图像制导武器；1431-图像导引头；144-激光制导武器；1441-激光导引头；14411-激光接收器；1432-弹载计算机；15-机载任务管理器；151-母板；152-机载综合控制板；1521-信息转发模块；1522-数据提取与打包模块；1523-指令分发模块1523；153-武器发控板；1531-上电控制模块；15311-图像制导武器上电控制子模块；15312-激光制导武器上电控制子模块；1532-点火控制模块；15321-图像制导武器点火控制子模块；15322-激光制导武器点火控制子模块；2-地面子***；21-地面数据链终端；22-稳瞄操控席位；23-飞控操控席位；24-武器操控席位；25-地面任务管理器；251-地面综合控制板；2511-数据分发模块；2512-指令重组模块。
具体实施方式
下面通过附图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。
本发明一方面提供了带有混合制导武器的无人直升机控制***，如图1所示，所述***包括机载子***1和地面子***2。
其中，所述机载子***1设置于无人直升机上，所述地面子***2设置于地面上，其实际是机载子***1的地面观察与控制站。
根据本发明一种优选的实施方式，如图1所示，在所述机载子***1上设置有武器模块14，如图4所示，在武器模块14上挂载有图像制导武器143和激光制导武器144。
其中，所述武器模块14用于承载图像制导武器143和激光制导武器144，并在接收地面子***2发送的“点火”指令后进行图像制导武器143和/或激光制导武器144的发射。
在进一步优选的实施方式中，如图4所示，在所述图像制导武器143上设置有图像导引头1431和图像弹载计算机1432。
其中，所述图像导引头1431用于在打击目标前进行目标探测并锁定目标；所述图像弹载计算机1432用于将所述弹载计算机1432用于将图像制导武器143状态进行输出，所述状态包括非工作状态、上电状态和发射状态。
在更进一步优选的实施方式中，如图4所示，在所述激光制导武器144上设置有激光导引头1441和激光弹载计算机1442，所述激光导引头1441包括激光接收器14411。
其中，所述激光导引头1441用于接收经目标漫反射的激光，以进行对目标的打击；所述激光弹载计算机1442用于将激光制导武器144的状态进行输出，所述状态包括非工作状态、上电状态和发射状态。在本发明中，所述图像弹载计算机和激光弹载计算机均采用DSP处理器。
根据本发明一种优选的实施方式，如图4所示，所述武器模块14还包括机载挂架141和武器发射筒142。
其中，所述机载挂架141用于连接无人直升机与武器发射筒142；所述武器发射筒142用于承载图像制导武器143和激光制导武器144。在本发明中，所述机载挂架和武器发射筒分别为两个，分别用于承载图像制导武器143和激光制导武器144。
根据本发明一种优选的实施方式，如图1所示，所述机载子***1还包括机载数据链终端11、稳瞄装置12、飞控模块13和机载任务管理器15。
其中，所述数据链终端11用于与地面子***2进行信息传输，所述信息包括机载子***1发送给地面子***2的数据信息和图像信息以及地面子***2发送给机载子***1的指令信息；所述稳瞄装置12用于在地面子***2的控制下对目标进行搜索、探测、识别、锁定、跟踪以及定位；所述飞控模块13用于控制无人直升机的飞行；所述机载任务管理器15用于接收稳瞄装置12、飞控模块13和武器模块14传输的数据信息，并进行信息处理，具体地，将稳瞄装置12、飞控模块13和武器模块14传输的数据信息以及武器模块14传输的图像信息转发给地面子***2，并对稳瞄装置12和飞控模块13传输的数据信息进行提取并打包，然后发送给武器模块14，同时，还用于接收地面子***2发送的指令信息，并进行指令信息的分发，实现对稳瞄装置12、飞控模块13和武器模块14的控制。
在进一步优选的实施方式中，如图1所示，稳瞄装置12将检测到的数据信息通过机载任务管理器15传输给机载数据链终端11，将检测到的图形信息直接传输给机载数据链终端11；飞控模块13将检测到的数据信息通过机载任务管理器15传输给机载数据链终端11；武器模块14将检测到的数据信息通过机载任务管理器15传输给机载数据链终端11。
其中，稳瞄装置12传输的数据信息包括目标距离、方位角、高低角、图像记录仪状态(工作状态、传输状态、上电启动状态、等待确认状态、接口速率)、无人直升机姿态角(俯仰角、偏航角和滚转角)和无人直升机位置(经度、纬度和高度)；所述飞控模块13传输的数据信息包括时间信息、无人直升机的姿态角(俯仰角、偏航角和滚转角)、无人直升机的位置(经度、纬度和高度)、无人直升机的总速度和无人直升机的东、北、天分速度；所述武器模块传输的数据信息为图像制导武器和激光制导武器的状态，所述状态包括非工作状态、上电状态和发射状态。
根据本发明一种优选的实施方式，无人直升机起飞后，稳瞄装置12即刻进入工作状态，对目标进行搜索，并将检测到的图像信息实时地传输给地面子***2，在地面子***2的控制下对目标进行探测、识别和锁定，锁定目标后，地面子***2控制稳瞄装置12对目标进行跟踪、激光测距，得到数据信息，并及时将所检测到的数据信息传输给地面子***2，地面子***2根据稳瞄装置12发送的信息给飞控模块13发送指令信息，控制无人直升机的飞行。
在进一步优选的实施方式中：
(1)当采用图像制导武器143进行目标打击时，控制无人飞行机飞行至目标位于图像导引头1431的搜索区域内，此时，地面子***2发出“上电”指令信息给机载任务管理器15，机载任务管理器15接收该指令信息，并控制图像导引头1431进行上电，同时将图像导引头1431的“上电”状态传输给地面子***2，地面子***2收到机载任务管理器15输出的“上电”状态，并在图像导引头1431对目标进行锁定后发出“点火”指令给机载任务管理器15，机载任务管理器15接收该指令并控制图像制导武器143点火发射。
(2)当采用激光制导武器144进行目标打击时，稳瞄装置对目标进行定位后，向目标发射激光，激光在目标处发生漫发射，产生漫反射激光，然后控制无人飞行机飞行至激光导引头1441可接收漫反射激光的区域内，此时，地面子***2发出“上电”指令给机载任务管理器15，机载任务管理器15接收该指令控制激光导引头1431进行上电，并将激光导引头1431的“上电”状态传输给地面子***2，地面子***2收到机载任务管理器15输出的“上电”状态后发出“点火”指令给机载任务管理器15，机载任务管理器15接收该指令并控制激光制导武器144的点火发射。
(3)当采用图像制导武器143和激光制导武器144进行同时打击时，稳瞄装置对目标进行定位后，向目标发射激光，激光在目标处发生漫发射，产生漫反射激光，然后控制无人飞行机飞行至目标位于图像导引头1431的搜索区域内，并且在所述区域内激光导引头1441可接收漫反射激光，此时，地面子***2发出“上电”指令信息给机载任务管理器15，机载任务管理器15接收该指令信息，并控制图像导引头1431和激光导引头1441进行上电，同时将图像导引头1431和激光导引头1441的“上电”状态传输给地面子***2，地面子***2收到机载任务管理器15输出的“上电”状态，并在图像导引头1431对目标进行锁定后且激光导引头1441接收到漫反射激光后，发出“点火”指令给机载任务管理器15，机载任务管理器15接收该指令并控制图像制导武器143和激光制导武器144点火发射。
其中，地面子***2根据稳瞄装置12传输的图像信息进行解算诸元，得到解算信息，并将解算信息传输给飞控模块13，控制无人直升机飞行至目标位于图像导引头1431的搜索区域内和/或激光导引头1441可接收漫反射激光的区域内。
在本发明中，所述无人直升机可以挂重100公斤左右，其中，所述武器模块可达80公斤左右，所述稳瞄装置可达30公斤左右。
根据本发明一种优选的实施方式，如图3所示，所述稳瞄装置12包括图像记录仪121、可见光电视122、视频***123、红外热像仪124、激光测照器125、伺服控制器126和光电管理计算机127。
其中：
所述图像记录仪121用于存储可见光电视122和红外热像仪124检测到的图像信息；
所述可见光电视122用于进行图像捕捉，为稳瞄装置12提供昼间可见光图像(图像信息)，其中，其在收到变焦或调焦指令时，视场做相应的连续变化，并输出当前的焦距值；并且，当外界光变化时，曝光时间可连续增稠，保证实时输出图像信息，然后图像信息经光电管理计算机压缩后记录下来，同时，通过机载数据链终端11输出给地面子***2；
所述视频***123用于进行目标跟踪，并向光电管理计算机中实时输出跟踪状态参数以及目标相对于瞄准中心的方位角偏差量和俯仰角偏差量，以实现目标的准确跟踪；
所述红外热像仪124用于在昼夜条件下对目标进行搜索、探测和识别，其具有亮度调节、对比度调节、极性转换、自动对焦、非均匀校正、电子变倍和图像增强等功能；
所述激光测照器125能够发射从无人直升机到目标的激光线，并通过激光线测量目标距离、方位角和高低角等；
所述伺服控制器126用于控制稳瞄装置12的运动，即控制其旋转，进行360°的目标搜索，直至搜索到目标，其中，所述伺服控制器采用处DSP理器；
所述光电管理计算机127用于处理稳瞄装置12检测到的信息，并接收地面子***发送的指令信息，根据所述指令信息对稳瞄装置的各部件进行调节或控制，所述信息包括数据信息和图像信息，其中，所述光电管理计算机采用powerpc处理器。
在本发明中，所述目标距离是指无人直升机与目标之间的直线距离；所述方位角是指上方俯视，飞机航向为0位，顺时针为正；所述高低角是指方位角为0°时，以水平向前为0位，抬头为正，低头为负。
在进一步优选的实施方式中，所述稳瞄装置12还包括二次电源板和连接支架，其中，所述二次电源板用于实现电源转换，所述连接支架用于将稳瞄装置与无人直升机进行连接。
其中，在无人直升机启动时，发电机会暂时掉电，因此设置二次电源板对稳瞄装置进行重启，其中，二次电源板只用于无人直升机启动的瞬间。
在更进一步优选的实施方式中，所述稳瞄装置12将检测到的数据信息直接传输给机载任务管理器15，由机载任务管理器传送给机载数据链终端11；同时，所述稳瞄装置12将检测到的图像信息直接传输给机载任务链终端11。
其中，由于图像信息的格式较大，若通过任务管理器15进行转发则会使处理过程变慢，因此，只有数据信息经任务管理器15转发至机载数据链终端11，而图像信息则是直接传输给机载数据链终端11，其中，所述数据信息包括目标距离、方位角、高低角、图像记录仪状态、无人直升机姿态角(俯仰角、偏航角和滚转角)和无人直升机位置(经度、纬度和高度)。
根据本发明一种优选的实施方式，在无人直升机起飞时刻起，稳瞄装置12即处于工作状态，并进行目标搜索，并将搜索过程中检测到的图像信息实时地传输给地面子***。
在进一步优选的实施方式中，地面子***2根据稳瞄装置12传输的图像信息控制稳瞄装置12进行目标探测、识别并锁定目标。
在更进一步优选的实施方式中，地面子***2对目标进行锁定后，稳瞄装置12中的视频***123对目标进行跟踪直至稳瞄装置12可以对目标进行定位。
根据本发明一种优选的实施方式，若采用激光制导武器144对目标进行打击，则稳瞄装置12在对目标定位后，即向目标发射激光，所述激光在目标处会发生漫发射，激光导引头1441在上电后，接收漫反射激光，并通过激光引导，向目标进行精确打击。
其中，激光制导武器144发射后，激光接收器14411接收到漫反射激光，形成引导指令，引导激光制导武器144飞向目标，在目标打击时实现对目标的跟踪，最终实现精确打击。
根据本发明一种优选的实施方式，如图2所示，所述飞控模块13包括传感器子模块131、飞控计算机132和执行机构133。
其中，所述传感器子模块131用于对无人直升机的飞行状态进行测量，得到飞行参数，所述飞行参数包括时间信息、无人直升机的姿态角、无人直升机的位置、无人直升机的地速和无人直升机的速度方向，所述速度方向是指无人直升机的速度所在的方向，因为速度是矢量；所述飞控计算机132用于接收地面子***2发送的指令信息，并接收传感器子模块131测量的飞行参数，然后：其一，将所述飞行参数输出给机载任务管理器15，根据飞行参数和指令信息进行处理，得到执行控制指令，并将所述执行控制指令输出给执行机构133；所述执行机构133用于接收飞控计算机输出的执行控制指令，控制无人直升机的飞行。在本发明中，所述飞控计算机采用ARM处理器。
其中，飞控计算机进行如下处理：将目前飞行参数与指令信息进行融合，得到执行控制指令，其中，进行融合是因为在无人直升机前行过程中，飞行参数不断在更新，因此，需要结合目前的飞行参数跟指令信息得到执行控制指令。
根据本发明一种优选的实施方式，如图5所示，所述机载任务管理器15包括母板151、机载综合控制板152和武器发控板153。
其中，所述母板151用于连接机载综合控制板152和武器发控板153，为其提供电源、数据信息和电平控制信号；所述机载综合控制板152用于信息的处理，具体地，将稳瞄装置12、飞控模块13和武器模块14传输的数据信息以及武器模块14传输的图像信息转发给地面子***2，并对稳瞄装置12和飞控模块13传输的数据信息进行提取并打包，然后发送给武器模块14，同时，用于接收地面子***2输出的指令信息，并将指令信息分别分发给稳瞄装置12、飞控模块13和武器模块14；所述武器发控板153用于控制激光导引头的上电和武器的点火发射。
在进一步优选的实施方式中，所述机载综合控制板152和武器发控板153设置与母板151上，且为垂直设置。
在更进一步优选的实施方式中，所述任务管理器15还包括变压器、ATR机箱、航插组件和减震器。
其中，所述变压器通过机载电源供电，转变电压电平，用于供电；所述ATR机箱采用航空ATR标准制作；所述航插组件为包括电源输入航插和信号交互航插，其中，所述电源输入航插为航空专用插头，用于给予内部电路部件电力供应，所述信号交互航插与稳瞄装置12、飞控模块13、武器模块14和机载数据链终端11进行信号交互；所述减震器用于适应无人直升机的振动环境，减小由于振动对ATR机箱内部构件结构和电磁环境的影响。
根据本发明一种优选的实施方式，如图5所示，在所述机载综合控制板152上设置有信息转发模块1521、数据提取与打包模块1522和指令分发模块1523。
其中，所述信息转发模块1521用于将稳瞄装置12、飞控模块13和武器模块14传输的数据信息转发给机载数据链终端11，然后传输给地面子***2；所述数据提取与打包模块152用于将稳瞄装置12和飞控模块13传输给机载任务管理器15的数据信息进行部分提取并打包，然后发送给武器模块14，其中，提取飞控模块检测的无人直升机的姿态角和位置以及稳瞄装置检测的高低角、方位角和目标距离等数据信息；所述指令分发模块1523用于将地面子***2发送的反馈指令进行分发，分别分发给稳瞄装置12和飞控模块13。
在进一步优选的实施方式中，机载任务管理器15中的信息转发模块1521将稳瞄装置12、飞控模块13和武器模块14传送的数据信息全部转发给机载数据链终端11，然后传输给地面子***2。
在更进一步优选的实施方式中，机载任务管理器15中的数据提取与打包模块1522将稳瞄装置12和飞控模块13传送给机载任务管理器15的数据信息进行部分提取并打包，然后输出给武器模块14。
其中，数据提取与打包模块1522进行提取并打包的数据包括稳瞄装置12输出的高低角、方位角和目标距离等数据信息，以及飞控模块13输出的无人直升机的姿态角和位置等数据信息。
根据本发明一种优选的实施方式，如图5所示，在所述武器发控板153上设置有上电控制模块1531和点火控制模块1532。
在进一步优选的实施方式中，所述上电控制模块1531包括图像制导武器上电控制子模块15311和激光制导武器上电控制子模块15312。
其中，所述图像制导武器上电控制子模块15311用于接收地面子***2发出的“上电”指令，并控制图像导引头1431的上电；激光制导武器上电控制子模块15312用于接收地面子***2发出的“上电”指令，并控制激光导引头1441进行上电。
在更进一步优选的实施方式中，如图5所示，所述点火控制模块1532包括图像制导武器点火控制子模块15321和激光制导武器点火控制子模块15322。
其中，所述图像制导武器点火控制子模块15321用于接收地面子***2发出的“点火”指令，并控制图像制导武器143进行点火发射；所述激光制导武器点火控制子模块15322用于接收地面子***2发出的“点火”指令，并控制激光制导武器144进行点火发射。
根据本发明一种优选的实施方式，机载子***1还包括机载电源，其中，机载电源提供22～33V电压(28V)，通过航插组件引入，为机载任务管理器15中的母板151、机载综合控制板152和武器发控板153提供电压。
根据本发明一种优选的实施方式，如图6所示，所述地面子***2包括地面数据链终端21、稳瞄操控席位22、飞控操控席位23、武器操控席位24和地面任务管理器25。
其中，所述地面数据链终端21用于与机载子***1进行信息传输，所述信息包括机载子***1发送给地面子***2的数据信息和图像信息以及地面子***2发送给机载子***1的指令信息；所述稳瞄操控席位22用于控制稳瞄装置12，以实现对目标的搜索、探测、识别、锁定跟踪和定位，并用于进行战后评估；所述飞控操控席位23用于控制飞控模块13，进而控制无人直升机的飞行；所述武器操控席位24用于控制武器模块14，主要控制图像导引头1431和/或激光导引头1441的上电以及图像制导武器武器143和/或激光制导武器144的点火发射；所述地面任务管理器25用于对机载子***1传输的信息进行处理，再分别输出给稳瞄操控席位22、飞控操控席位23和武器操控席位24，同时，接收稳瞄操控席位22、飞控操控席位23和武器操控席位24的指令信息，并将指令信息通过地面数据链终端21传输给机载子***1。
根据本发明一种优选的实施方式，如图1所示：稳瞄装置12将检测到的数据信息通过机载任务管理器15和机载数据链终端11传输给地面数据链终端21，同时将检测到的图像信息直接通过机载数据链终端11传输给地面数据链终端21；飞控模块13将检测到的数据信息通过机载任务管理器15和机载数据链终端11传输给地面数据链终端21；武器模块14将检测到的数据信息通过机载任务管理器15和机载数据链终端11传输给地面数据链终端21。
在进一步优选的实施方式中：如图1所示，地面数据链终21将稳瞄装置12检测到的图像信息直接传输给稳瞄操控席位22，然后传输给武器操控席位24，进行解算诸元；地面数据链终端21将稳瞄装置12、飞控模块13和武器模块14检测到数据信息通过地面任务管理器25分别分发至稳瞄操控席位22、飞控操控席位23和武器操控席位24。
在本发明中，采用机载数据链终端11和地面数据链终端21进行机载子***1与地面子***2之间的信息传输，所述机载数据链终端11和地面数据链终端21能够实现远距离传输，具体地，可实现100km以上的远距离信息传输，并且，传输过程稳定，保证了信息传输的及时性，并且其安全性好，其中，所述信息包括机载子***输出给地面子***的数据信息和图像信息以及地面子***反馈给机载子***的指令信息。
根据本发明一种优选的实施方式，无人直升机起飞后，稳瞄装置12即刻进入工作状态，对目标进行搜索，并实时地将搜索到的图像信息传输给地面子***2的稳瞄操控席位22，稳瞄操控席位22根据稳瞄装置12传送的信息控制为稳瞄装置12进行目标的探测、识别和锁定，锁定目标后，进行激光测距，得到数据信息，并及时将数据信息传输给地面子***2的稳瞄操控席位22，锁定后，在稳瞄操控席位22的控制下，稳瞄装置12对目标进行跟踪直至定位。
在进一步优选的实施方式中，稳瞄操控席位22接收到稳瞄装置12检测的图像信息后，将上述信息实时地转发至武器操控席位22，其中，在稳瞄操控席位22对目标进行定位后，武器操控席位22根据稳瞄装置12传输的图像信息进行解算诸元，得到解算信息，并将解算信息传输给飞控模块13，控制无人直升机飞行至图像导引头可搜索到目标和/或激光导引头1431可接收漫反射激光的区域。
根据本发明一种优选的实施方式，如图3所示，所述地面任务管理器25包括地面综合控制板251，在地面综合控制板251上设置有数据分发模块2511和指令重组模块2512。
其中，所述数据分发模块2511用于将机载子***1通过地面数据链终端21传输给地面任务管理器25的数据信息进行分发，分别分发给稳瞄操控席位22、飞控操控席位23和武器操控席位24；所述指令重组模块2512用于将稳瞄操控席位22、飞控操控席位23和武器操控席位24反馈给地面任务管理器25的指令信息进行重组，发送给机载数据链终端11。
在进一步优选的实施方式中，所述地面任务管理器25还包括ATR机箱、变压器和航插组件，其中，所述航插组件包括电源输入航插和信号交互航插。
其中，所述ATR机箱为航空标准军用机箱、严格按照国军标准制作，满足国军环境适应性要求，为箱体内部组件提供结构支撑；所述变压器用于调节外部接入电压，适配箱体内硬件电路电源需求特性；所述航插组件为包括电源输入航插和信号交互航插，其中，所述电源输入航插为航空专用插头，用于给予内部电路部件电力供应，所述信号交互航插与稳瞄操控席位22、飞控操控席位23、武器操控席位24和地面数据链终端21进行信号交互。
根据本发明一种优选的实施方式，由地面任务管理器25分发给稳瞄操控席位22的数据信息包括稳瞄装置12检测到的目标距离、方位角、高低角、图像记录仪状态、无人直升机姿态角和无人直升机位置；由地面任务管理器25分发给飞控操控席位22的数据信息包括飞控模块13检测到的时间信息、无人直升机的姿态角、无人直升机的位置、无人直升机的总速度和无人直升机在东、北、天方向的分速度；由地面任务管理器25分发给武器操控席位22的数据信息为武器模块14检测到的导弹的状态参数信息，具体是指是否在上电模式或点火模式。
在进一步优选的实施方式中，稳瞄操控席位22、飞控操控席位23和武器操控席位24接收到地面任务管理器25分发的数据信息后分别输出指令信息，所述指令信息分别对稳瞄装置12、飞控模块13和武器模块14进行控制。
本发明另一方面提供了一种无人直升机的控制方法，其中，如图7所示，所述方法包括以下步骤：
步骤1、利用稳瞄装置12和稳瞄操控席位22对目标进行搜索、探测、识别、锁定、跟踪和定位，任选地，稳瞄装置12向目标发射激光。
其中，无人直升机起飞后，稳瞄装置12即进入工作状态，稳瞄操控席位22实时地对稳瞄装置12进行控制，使稳瞄装置12对目标进行搜索并定位。并且，当控制激光制导武器144进行目标打击时，稳瞄装置12需要在对目标定位后向目标发射激光，若控制图像制导武器143进行目标打击，稳瞄装置12则不需要向目标发射激光。
根据本发明一种优选的实施方式，所述步骤1包括以下子步骤：
步骤1-1、利用稳瞄装置12对目标进行搜索，并将搜索过程中检测到的图像信息传输给稳瞄操控席位22；
其中，稳瞄装置12检测到的图像信息直接传输给机载数据链终端11；并且，稳瞄操控席位22实时地将接收到的图像信息传输给武器操控席位24；
步骤1-2、稳瞄操控席位22根据稳瞄装置12传输的图像信息控制稳瞄装置12进行目标的探测、识别和锁定；
步骤1-3、稳瞄装置12对目标锁定后，在稳瞄操控席位22的控制下稳瞄装置12对目标进行跟踪和定位，然后任选地，稳瞄装置12向目标发射激光；
其中，在步骤1-3中，当采用激光制导武器144进行目标打击时，在稳瞄装置12对目标进行定位后，稳瞄装置12发射激光，所述激光到达目标，并在目标处发生漫反射。
在本发明中，稳瞄装置12将检测到图像信息通过机载数据链终端11和地面数据链终端21传输给稳瞄操控席位22后，稳瞄操控席位22将接收到的图像信息传输给武器操控席位24。
步骤2、调整飞行区域，使目标在图像导引头1431的搜索范围之内，和/或，调整飞行区域，使激光导引头1441的激光接收器14411能够接收到经目标漫反射的激光，即漫反射激光。
根据本发明一种优选的实施方式，所述步骤2包括以下子步骤：
步骤2-1、武器操控席位24对稳瞄操控席位24发送的图像信息进行解算诸元，得到解算信息；
步骤2-2、将解算信息依次传输给地面任务管理器25和地面数据链终端21，继而传输给机载任务管理器15；
步骤2-3、机载任务管理器15将解算信息输出给飞控模块13，控制无人直升机飞行至图像导引头1431可探测目标的区域，和/或，控制无人直升机飞行至激光导引头1441可接收漫反射激光的区域。
其中，当采用图像制导武器143进行目标打击时，调整飞行区域，使目标在图像导引头1431的搜索范围之内；当采用激光制导武器144进行目标打击时，调整飞行区域，使激光导引头1441的激光接收器14411能够接收到经目标漫反射的激光，即漫反射激光；当采用图像制导武器和激光制导武器共同进行目标打击时，调整飞行区域，使目标在图像导引头1431的搜索范围之内，并使激光导引头1441的激光接收器14411能够接收到经目标漫反射的激光。
在本发明中，优选采用图像制导武器和激光制导武器进行共同打击，这样打击效率高。
步骤3、武器操控席位24发出“上电”指令，控制图像导引头1431或激光导引头1441上电。
根据本发明一种优选的实施方式，当采用图像制导武器143进行目标打击时，步骤3包括以下子步骤：
步骤3-1、无人直升机飞行至图像导引头1431可搜索目标的区域后，武器操控席位24向图像制导武器143发出“上电”指令；
步骤3-2、地面任务管理器25接收“上电”指令，并传输给机载任务管理器15，机载任务管理器15接收到“上电”指令后控制图像导引头1431上电；
步骤3-3、武器模块14将图像导引头1431的状态依次通过机载任务管理器15、机载数据链终端11、地面数据链终端21和地面任务管理器25发送给武器操控席位24。
根据本发明一种优选的实施方式，当采用激光制导武器143进行目标打击时，步骤3包括以下子步骤：
步骤3-1、无人直升机飞行至激光导引头1441可接收到漫反射激光的区域后，武器操控席位2向激光导引头1441发出“上电”指令；
步骤3-2、地面任务管理器25接收“上电”指令，并传输给机载任务管理器15，机载任务管理器15接收到“上电”指令后控制激光导引头1441上电；
步骤3-3、武器模块14将激光导引头1441的上电状态参数依次通过机载任务管理器15、机载数据链终端11、地面数据链终端21和地面任务管理器25发送给武器操控席位24。
步骤4、武器操控席位24发出“点火”指令，进行图像制导武器1431和/或激光制导武器1432的发射，实现目标打击。
根据本发明一种优选的实施方式，当采用图像制导武器143进行目标打击时，在图像导引头1431对目标进行锁定后，武器操控席位24向图像制导武器143发出“点火”指令，对目标实行打击。
根据本发明另一种优选的实施方式，当采用激光制导武器144进行目标打击时，武器操控席位24接收到激光导引头1441的上电状态后即向激光制导武器144发出“点火”指令，对目标实行打击。
其中，激光制导武器144发射后，激光导引头1441接收到目标漫反射的激光，所述漫反射的激光形成引导指令，使激光制导武器144实现对目标的跟踪，进行准确打击。
根据本发明一种优选的实施方式，在步骤4之后进行步骤5：步骤5、进行战后评估。
其中，在目标打击后，利用稳瞄操控席位22进行战后评估。
在进一步优选的实施方式，所述步骤5包括以下子步骤：
步骤5-1、稳瞄装置12对战后环境进行拍摄，经拍摄的图像信息传输给稳瞄操控席位22。
步骤5-2、稳瞄操控席位22根据几何评估和模拟评估结合进行战后评估。
其中，所述几何评估是指目标的外形形变量，所述模拟评估是指目标的内部纹路形变量。
步骤5-3、经稳瞄操控席位22分析，若打击合格，则打击结束，若打击不合格，则对目标进行第二次打击。
其中，所述打击不合适是指目标的外部和内部纹路的形变较小，即打击时没有正中目标可能发生了偏移，因此，需要进行第二次打击。若打击合格，则打击结束，无需第二次打击。
在本发明中，数据信息是指遥测信息，即机载子***所检测到的信息，所述指令信息是指遥控信息，即地面子***对机载子***进行控制的信息。并且，在本发明中，通过武器操控席位24的控制，图像制导武器143和激光制导武器144可以同时发射也可以分次发射，可以对同一目标进行打击，也可以对不同目标进行打击。
本发明所具有的有益效果包括：
(1)本发明所提供的***所挂载的武器采用组合制导，即图像制导武器及激光制导武器，两者可以同时发射也可以分次发射，可以对同一目标进行打击，也可以对不同目标进行打击；
(2)本发明所述***集机载子***和地面子***于一体，且结构简单，性价比高；
(3)本发明所提供的***是基于无人直升机，其具有无人驾驶、人身安全性能高、体积小、不易被侦测、可悬停照射、可悬停攻击、挂重高等优点；
(4)本发明所提供的***可以进行战场侦察，对目标精确定向定位，定点照射，并采用激光制导，能实现对目标的精确打击；
(5)本发明所述***具有航程远、滞空时间长、可控性高、可实时攻击、可重复使用等特点；
(6)本发明所述方法作战灵活、高效，可对机动目标实时精确攻击。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
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。
Claims (14)
1.带有混合制导武器的无人直升机控制***，其特征在于，所述***包括机载子***(1)和地面子***(2)，其中，在所述机载子***(1)上设置有武器模块(14)，在所述武器模块(14)上挂载有图像制导武器(143)和激光制导武器(144)，其中，
在所述图像制导武器(143)上设置有图像导引头(1431)和图像弹载计算机(1432)；
在所述激光制导武器(144)上设置有激光导引头(1441)和激光弹载计算机(1442)，所述激光导引头(1441)包括激光接收器(14411)，
所述武器模块(14)用于承载图像制导武器(143)和激光制导武器(144)，并在接收地面子***(2)发送的“点火”指令后进行图像制导武器(143)和/或激光制导武器(144)的发射；
所述图像导引头(1431)用于在打击目标前进行目标探测并锁定目标；
所述激光导引头(1441)用于接收经目标漫反射的激光，以进行对目标的打击；
所述图像弹载计算机(1432)和激光弹载计算机(1442)分别用于将图像制导武器(143)和激光制导武器(144)的状态进行输出，所述状态包括非工作状态、上电状态和发射状态。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述武器模块(14)还包括机载挂架(141)和武器发射筒(142)，其中，所述机载挂架(141)用于连接无人直升机与武器发射筒(142)；所述武器发射筒(142)用于承载图像制导武器(143)和激光制导武器(144)。
3.根据权利要求1或2所述的***，其特征在于，所述机载子***(1)还包括机载数据链终端(11)、稳瞄装置(12)、飞控模块(13)和机载任务管理器(15)，其中，
所述数据链终端(11)用于与地面子***(2)进行信息传输，所述信息包括机载子***(1)发送给地面子***(2)的数据信息和图像信息以及地面子***(2)发送给机载子***(1)的指令信息；
所述稳瞄装置(12)用于在地面子***(2)的控制下对目标进行搜索、探测、识别、锁定、跟踪以及定位，并向目标发射激光；
所述飞控模块(13)用于控制无人直升机的飞行；
所述机载任务管理器(15)用于接收稳瞄装置(12)、飞控模块(13)和武器模块(14)传输的数据信息，并进行信息处理，然后通过机载数据链终端(11)将处理后的信息发送给地面子***(2)，同时，还用于接收地面子***(2)发送的指令信息，并进行指令信息的分发，用于对稳瞄装置(12)、飞控模块(13)和武器模块(14)进行控制。
4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，
在图像弹载计算机(1432)内储存有目标区域的高分辨率图像，其中，在图像导引头(1431)上电后，图像弹载计算机(1432)将图像导引头(1431)检测到的图像与目标区域的高分辨率图像进行对比，用于锁定目标；和/或
稳瞄装置(12)对目标进行定位后，向目标发射激光，在目标上发生激光漫反射，产生漫反射激光。
5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，激光制导武器(144)发射后，激光导引头(1441)中的激光接收器(14411)接收到漫反射激光，形成引导指令，用于引导激光激光制导武器(144)对目标进行跟踪并打击。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述机载任务管理器(15)包括母板(151)、机载综合控制板(152)和武器发控板(153)，其中，
所述母板(151)用于连接机载综合控制板(152)和武器发控板(153)，为其提供电源、数据信息和电平控制信号；
所述机载综合控制板(152)用于将稳瞄装置(12)、飞控模块(13)和武器模块(14)传输的数据信息以及武器模块(14)传输的图像信息转发给地面子***(2)，并对稳瞄装置(12)和飞控模块(13)传输的数据信息进行提取并打包，然后发送给武器模块(14)，同时，用于接收地面子***(2)输出的指令信息，并将指令信息分别分发给稳瞄装置(12)、飞控模块(13)和武器模块(14)；
所述武器发控板(153)用于控制图像导引头(1431)和激光导引头(1441)的上电以及控制图像制导武器(143)和激光制导武器(144)的点火发射。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，在所述机载综合控制板(152)上设置有信息转发模块(1521)、数据提取与打包模块(1522)和指令分发模块(1523)。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，在所述武器发控板(153)上设置有上电控制模块(1531)和点火控制模块(1532)。
9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述地面子***(2)包括地面数据链终端(21)、稳瞄操控席位(22)、飞控操控席位(23)、武器操控席位(24)和地面任务管理器(25)，其中，所述地面数据链终端(21)用于与机载子***(1)进行信息传输，所述信息包括机载子***(1)发送给地面子***(2)的数据信息和图像信息以及地面子***(2)发送给机载子***(1)的指令信息；
所述稳瞄操控席位(22)用于控制稳瞄装置(12)，以实现对目标的搜索、探测、识别、锁定和跟踪，并用于进行战后评估；
所述飞控操控席位(23)用于向飞控模块(13)发送指令，进而控制无人直升机的飞行；
所述武器操控席位(24)用于控制图像导引头(1431)和激光导引头(1441)的上电以及控制图像制导武器(143)和激光制导武器(144)的发射；
所述地面任务管理器(25)用于对机载子***(1)传输的信息进行处理，并分发给稳瞄操控席位(22)、飞控操控席位(23)和武器操控席位(24)，同时，接收稳瞄操控席位(22)、飞控操控席位(23)和武器操控席位(24)的指令信息，并将指令信息通过地面数据链终端(21)传输给机载子***(1)。
10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述地面任务管理器(25)包括地面综合控制板(251)，在地面综合控制板(251)上设置有数据分发模块(2511)和指令重组模块(2512)，其中，
所述数据分发模块(2511)用于将机载子***(1)通过地面数据链终端(21)传输给地面任务管理器(25)的数据信息分别分发给稳瞄操控席位(22)、飞控操控席位(23)和武器操控席位(24)；
所述指令重组模块(2512)用于将稳瞄操控席位(22)、飞控操控席位(23)和武器操控席位(24)反馈给地面任务管理器(25)的指令信息进行重组，发送给机载数据链终端(11)。
11.带有混合制导武器的无人直升机的控制方法，利用权利要求1至10之一所述的***，其中，所述方法包括以下步骤：
步骤1、利用稳瞄装置(12)和稳瞄操控席位(22)对目标进行搜索、探测、识别、锁定、跟踪和定位，稳瞄装置(12)向目标发射激光；
步骤2、调整飞行区域，使目标在图像导引头(1431)的搜索范围之内，和/或，调整飞行区域，使激光导引头(1441)的激光接收器(14411)能够接收到经目标漫反射的激光，即漫反射激光；
步骤3、武器操控席位(24)发出“上电”指令，控制图像导引头(1431)和/或激光导引头(1441)上电；
步骤4、武器操控席位(24)发出“点火”指令，进行图像制导武器(1431)和/或激光制导武器(1432)的发射，实现目标打击；
其中，通过武器操控席位(24)的控制，图像制导武器(143)和激光制导武器(144)可以同时发射也可以分次发射，可以对同一目标进行打击，也可以对不同目标进行打击。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，
所述步骤1包括以下子步骤:
步骤1-1、利用稳瞄装置(12)对目标进行搜索，并将搜索过程中检测到的图像信息传输给稳瞄操控席位(22)；
其中，稳瞄操控席位(22)实时地将接收到的图像信息传输给武器操控席位(24)；
步骤1-2、稳瞄操控席位(22)根据稳瞄装置(12)传输的图像信息控制稳瞄装置(12)进行目标的探测、识别和锁定；
步骤1-3、稳瞄装置(12)对目标锁定后，在稳瞄操控席位(22)的控制下稳瞄装置(12)对目标进行跟踪和定位，然后任选地，稳瞄装置(12)向目标发射激光；
其中，在步骤1-3中，当采用激光制导武器(144)进行目标打击时，稳瞄装置(12)在对目标定位后向目标发射激光，所述激光在目标上产生漫反射；
和/或
所述步骤2包括以下子步骤：
步骤2-1、武器操控席位(24)对稳瞄操控席位(24)发送的图像信息进行解算诸元，得到解算信息；
步骤2-2、将解算信息依次传输给地面任务管理器(25)和地面数据链终端(21)，继而传输给机载任务管理器(15)；
步骤2-3、机载任务管理器(15)将解算信息输出给飞控模块(13)，控制无人直升机飞行至图像导引头(1431)可探测目标的区域，和/或，控制无人直升机飞行至激光导引头(1441)可接收漫反射激光的区域；
和/或
所述步骤3包括以下子步骤：
步骤3-1、无人直升机飞行至图像导引头(1431)可搜索目标的区域后，武器操控席位(24)向图像制导武器(143)发出“上电”指令；和/或，无人直升机飞行至激光导引头(1441)可接收漫反射激光的区域后，武器操控席位(24)向激光制导武器(144)发出“上电”指令；
步骤3-2、地面任务管理器(25)接收“上电”指令，并传输给机载任务管理器(15)，机载任务管理器(15)接收到“上电”指令后控制图像导引头(1431)和/或激光导引头(1441)上电；
步骤3-3、武器模块(14)将图像导引头(1431)和激光导引头(1441)的状态依次通过机载任务管理器(15)、机载数据链终端(11)、地面数据链终端(21)和地面任务管理器(25)发送给武器操控席位(24)。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，在步骤4之后进行步骤5：
步骤5、进行战后评估。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述步骤5包括以下子步骤：
步骤5-1、稳瞄装置(12)对战后环境进行拍摄，并将拍摄的图像信息传输给稳瞄操控席位(22)；
步骤5-2、稳瞄操控席位(22)根据几何评估和模拟评估结合进行战后评估；
步骤5-3、经稳瞄操控席位(22)分析，若打击合格，则打击结束，若打击不合格，则对目标进行第二次打击。
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