CN110525651A - 一种弹上分离式毁伤视频滞空采集***及其采集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弹上分离式毁伤视频滞空采集***及其采集方法。本发明在飞行器上安装图像传感器和减速伞装置，通过外层包覆壳体安装在宿主弹药上；当宿主弹药发射后，飞行器开启通电运行，当飞行器感知处于弹道末段抵近毁伤目标，飞行器与外层包覆壳体分离，减速伞装置控制飞行器减速后，减速伞装置分离；飞行器载着图像传感器采集视频和图像数据，传输至飞行器；飞行器存储并向外传输视频和图像数据；本发明在弹药毁伤后仍然能够采集毁伤后的目标区域的图像，并传回后方作为毁伤评估参考，能够立刻获得毁伤效果，根据毁伤效果信息来指导后续打击和合理决策，同时降低制导弹药的重复消耗，从而解决当前难以获得远距离目标实时毁伤效果的问题。
Description
技术领域
本发明涉及弹药毁伤评估技术，具体涉及一种弹上分离式毁伤视频滞空采集***及其采集方法。
背景技术
在现代战场的信息化作战环境下，对作战目标进行精确打击之后，需要实时地评估目标的毁伤状况，以决定如何进行二次打击来完全毁伤目标。然而弹体在打击目标之后完全毁坏，自身无法探测毁伤后情况，卫星和高空侦察机受到天气影响，且不能够即时，有效地覆盖战场来进行特定弹药的目标毁伤探测，它们的探测核对需要获得弹药位置信息，探测核对环节复杂，难以实时应用。已有的弹药分离式传感装置只能实现借助降落伞缓慢降落，而不能长时间滞空对目标区域进行感知，且不能灵活调整自身的位置和姿态，导致传感装置受到气流扰动，位置偏差，弹药距离的影响，难以可靠感知目标区域。更存在感知时间窗口过短的问题。
发明内容
针对以上现有技术中存在的问题，本发明提出了一种弹上分离式毁伤视频滞空采集***及其采集方法，解决当前作战的实战环境下难以有效获取远距离目标实时毁伤效果的问题。
本发明的一个目的在于提出一种弹上分离式毁伤视频滞空采集***。
本发明的弹上分离式毁伤视频滞空采集***包括：宿主弹药、外层包覆壳体、飞行器、减速伞装置、弹体连接件、飞行器连接件、减速伞连接件和图像传感器；其中，在飞行器的一个表面通过减速伞连接件安装减速伞装置；在飞行器的与减速伞装置相对的表面安装图像传感器；安装有减速伞装置和图像传感器的飞行器通过飞行器连接件安装在外层包覆壳体上；宿主弹药的侧壁设置有安装凹槽；飞行器位于安装凹槽内，外层包覆壳体通过弹体连接件安装在宿主弹药上，外层包覆壳体的外表面与宿主弹药的侧壁具有相同的曲率，从而连接为一整体；弹体连接件、飞行器连接件和减速伞连接件分别以导线连接至飞行器；图像传感器通过线缆连接至飞行器；减速伞装置的伞包的拉绳的一端机械固定在安装凹槽内；当宿主弹药发射后，飞行器感受到后坐过载，开启通电运行；当飞行器感知竖直向下方向的速度分量大于下降速度阈值时，表明宿主弹药处于弹道末段抵近毁伤目标，飞行器同时向弹体连接件和飞行器连接件发送分离信号，弹体连接件断裂，外层包覆壳体与宿主弹药分离，并且飞行器连接件断裂，飞行器与外层包覆壳体分离；飞行器脱去外层包覆壳体之后，飞行器被释放到空中，由于惯性，飞行器继续以接近宿主弹药的速度高速下落移动，减速伞装置脱离安装凹槽，从而伞包的拉绳将伞包展开，使得飞行器快速减速；当飞行器感知总速度小于阈值速度时，飞行器向减速伞连接件发送分离信号，使得减速伞装置脱离飞行器；同时飞行器根据位置和姿态控制飞行轨迹，使得毁伤目标位于图像传感器的成像视野范围内，并且飞行器位于宿主弹药的毁伤范围以外；图像传感器采集视频和图像数据，传输至飞行器；图像传感器采集视频和图像数据期间，飞行器滞空；飞行器存储并向外传输视频和图像数据。
外层包覆壳体包括：弧形外壳、安装板、弹体连接孔和飞行器连接孔；其中，弧形外壳的外表面与宿主弹药的侧壁具有相同的曲率；在弧形外壳的内表面设置有安装板；在安装板上设置有飞行器连接孔；在弧形外壳边缘设置有弹体连接孔；飞行器的表面与飞行器连接孔相对应，设置有外壳连接孔，外壳连接孔与飞行器连接孔之间设置飞行器连接件，将飞行器安装在外层包覆壳体上；宿主弹药的侧壁与弹体连接孔相对应，设置有安装连接孔，弹体连接孔与安装连接孔之间设置弹体连接件，将外层包覆壳体安装在宿主弹药上。
减速伞装置包括：伞包、缆线、底板、插销和拉绳；其中，伞包的边缘通过缆线连接至底板；伞包折叠收放设置有插销；拉绳的一端连接至插销，另一端机械固连至宿主弹药的安装凹槽；底板通过减速伞连接件安装在飞行器的飞行器壳体上；当外层包覆壳体与宿主弹药分离并且飞行器与外层包覆壳体分离，飞行器被释放到空中，减速伞装置脱离安装凹槽，拉绳拉出插销，伞包展开，使得飞行器快速减速。
弹体连接件、飞行器连接件和减速伞连接件均采用***螺栓，分离信号为电流信号，接收到电流信号后***使本身切断，从而断开连接。连接孔具有内螺纹，***螺栓具有外螺纹，二者螺纹连接。***螺栓内装有***，通过控制***的剂量，使得***时只能使***螺栓本身切断，而不会毁伤周围结构。
飞行器包括：无信通讯单元、惯性传感器、存储器、自毁装置、微小电机控制电路、四旋翼驱动电机、中央处理器、机械激活式热电池、四旋翼和飞行器壳体；其中，机械激活式热电池分别连接至无信通讯单元、惯性传感器、存储器、自毁装置、微小电机控制电路、四旋翼驱动电机和中央处理器；无信通讯单元和存储器分别连接中央处理器；惯性传感器连接至中央处理器；中央处理器还分别连接至自毁装置和微小电机控制电路；微小电机控制电路连接至四旋翼驱动电机；图像传感器连接至中央处理器；弹体连接件、飞行器连接件和减速伞连接件分别以导线连接至中央处理器；无信通讯单元、惯性传感器、存储器、自毁装置、微小电机控制电路、四旋翼驱动电机、中央处理器和机械激活式热电池均设置在飞行器壳体内；在飞行器壳体上设置四旋翼，四旋翼连接至四旋翼驱动电机；飞行器壳体的表面与飞行器连接孔相对应，设置有外壳连接孔；当宿主弹药发射后，机械激活式热电池感受到后坐过载，被激活，进行供电，飞行器开始通电运行；惯性传感器感受到后坐过载，传输至中央处理器，当感知竖直向下方向的速度分量大于下降速度阈值时，表明宿主弹药处于弹道末段抵近毁伤目标，中央处理器分别向弹体连接件和飞行器连接件发送分离信号，弹体连接件断裂，外层包覆壳体与宿主弹药分离，并且飞行器连接件断裂，飞行器与外层包覆壳体分离；飞行器脱去外层包覆壳体之后，飞行器被释放到空中，由于惯性，飞行器继续以接近宿主弹药的速度高速下落移动，减速伞装置的伞包的拉绳将伞包展开，使得飞行器快速减速；当惯性传感器感知总速度小于阈值速度时，中央处理器向减速伞连接件发送分离信号，使得减速伞装置脱离飞行器，同时中央处理器向微小电机控制电路发送启动控制信号，微小电机控制电路控制四旋翼驱动电机的转速，从而能够通过控制四旋翼来调整飞行器的飞行姿态和速度；中央处理器根据飞行器和弹体分离时的惯性传感器的位置和姿态数据来估计宿主弹药的速度和姿态，进而预测出分离之后宿主弹药的轨迹，并且中央处理器根据预测的宿主弹药的轨迹和根据惯性传感器采集的当前飞行器的位置、姿态和速度，计算控制参数，将控制参数不间断发送至微小电机控制电路，通过控制四旋翼驱动电机控制四旋翼，使得飞行器接近预测的宿主弹药的轨迹，毁伤目标位于图像传感器的成像视野范围内且飞行器位于宿主弹药的毁伤范围以外，并且使得飞行器的正方向与预测的宿主弹药的速度方向在水平面上的投影方向一致；方向调整完成后，图像传感器得以准确指向弹药打击区域；图像传感器采集视频和图像数据，传输至中央处理器；中央处理器将视频和图像数据存储在存储器中，并通过无线通讯单元将向外传输视频和图像数据；图像传感器采集视频和图像数据期间，中央处理器通过微小电机控制电路控制四旋翼驱动电机，从而控制四旋翼使得飞行器滞空；当图像采集结束，中央处理器向自毁装置发出自毁指令，将飞行器销毁。
机械激活式热电池包括：击针、弹簧、火帽、传火筒、电池壳体、加热片、单体电池和接线柱；其中，击针的顶端设置弹簧，弹簧的顶端连接火帽，击针、弹簧和火帽沿宿主弹药的中心轴安装在传火筒内；在单体电池的表面设置加热片；传火筒位于加热片内；击针、弹簧、火帽、传火筒、加热片和单体电池位于电池壳体内；在电池壳体上设置接线柱；当宿主弹药发射，在后坐过载的作用下，弹簧被压缩，击针撞击火帽发火，火焰从传火筒喷出，点燃周围的加热片，单体电池被激活，产生电流由接线柱导出。
自毁装置包括：壳体、***和点火器；其中，壳体内盛装***和点火器，壳体安置于存储器和中央处理器的电路旁边；点火器连接至中央处理器。点火器由引爆桥丝、引火药和起爆药组成，引爆桥丝连接至中央处理器。当点火器收到自毁信号后，引爆桥丝电源被接通，引爆桥丝被加热到引火药的点燃温度而发火，点燃起爆药，再引爆***，完成***自毁。
本发明的另一个目的在于提供一种弹上分离式毁伤视频滞空采集***的视频采集方法。
本发明的弹上分离式毁伤视频滞空采集***的视频采集方法，包括以下步骤：
1)当宿主弹药发射后，飞行器感受到后坐过载，开启通电运行；
2)当飞行器感知竖直向下方向的速度分量大于下降速度阈值时，表明宿主弹药处于弹道末段抵近毁伤目标，飞行器同时向弹体连接件和飞行器连接件发送分离信号，弹体连接件断裂，外层包覆壳体与宿主弹药分离，并且飞行器连接件断裂，飞行器与外层包覆壳体分离；
3)飞行器脱去外层包覆壳体之后，飞行器被释放到空中，由于惯性，飞行器继续以接近宿主弹药的速度高速下落移动，减速伞装置脱离安装凹槽，从而伞包的拉绳将伞包展开，使得飞行器快速减速；
4)当飞行器感知总速度小于阈值速度时，飞行器向减速伞连接件发送分离信号，使得减速伞装置脱离飞行器；
5)同时飞行器根据位置和姿态控制飞行轨迹，使得毁伤目标位于图像传感器的成像视野范围内，并且飞行器位于宿主弹药的毁伤范围以外；
6)图像传感器采集视频和图像数据，传输至飞行器；图像传感器采集视频和图像数据期间，飞行器滞空；
7)飞行器存储并向外传输视频和图像数据。
其中，具体控制方法为：当宿主弹药发射后，机械激活式热电池感受到后坐过载，被激活，进行供电，飞行器开始通电运行；惯性传感器感受到后坐过载，传输至中央处理器，当感知竖直向下方向的速度分量大于下降速度阈值时，表明宿主弹药处于弹道末段抵近毁伤目标，中央处理器分别向弹体连接件和飞行器连接件发送分离信号，弹体连接件断裂，外层包覆壳体与宿主弹药分离，并且飞行器连接件断裂，飞行器与外层包覆壳体分离；飞行器脱去外层包覆壳体之后，飞行器被释放到空中，由于惯性，飞行器继续以接近宿主弹药的速度高速下落移动，减速伞装置的伞包的拉绳将伞包展开，使得飞行器快速减速；当惯性传感器感知总速度小于阈值速度时，中央处理器向减速伞连接件发送分离信号，使得减速伞装置脱离飞行器，同时中央处理器向微小电机控制电路发送启动控制信号，微小电机控制电路控制四旋翼驱动电机的转速，从而能够通过控制四旋翼来调整飞行器的飞行姿态和速度；中央处理器根据飞行器和弹体分离时的惯性传感器的位置和姿态数据来估计宿主弹药的速度和姿态，进而预测出分离之后宿主弹药的轨迹，并且中央处理器根据预测的宿主弹药的轨迹和根据惯性传感器采集的当前飞行器的位置、姿态和速度，计算控制参数，将控制参数不间断发送至微小电机控制电路，通过控制四旋翼驱动电机控制四旋翼，使得飞行器接近预测的宿主弹药的轨迹，毁伤目标位于图像传感器的成像视野范围内且飞行器位于宿主弹药的毁伤范围以外，并且使得飞行器的正方向与预测的宿主弹药的速度方向在水平面上的投影方向一致；方向调整完成后，图像传感器得以准确指向弹药打击区域；图像传感器采集视频和图像数据，传输至中央处理器；中央处理器将视频和图像数据存储在存储器中，并通过无线通讯单元将向外传输视频和图像数据；图像传感器采集视频和图像数据期间，中央处理器通过微小电机控制电路控制四旋翼驱动电机，从而控制四旋翼使得飞行器滞空。
还包括当图像采集结束，飞行器自行销毁。
本发明的优点：
本发明在飞行器上安装图像传感器和减速伞装置，通过外层包覆壳体安装在宿主弹药上；当宿主弹药发射后，飞行器开启通电运行，当飞行器感知处于弹道末段抵近毁伤目标，飞行器与外层包覆壳体分离，减速伞装置控制飞行器减速后，减速伞装置分离；飞行器载着图像传感器采集视频和图像数据，传输至飞行器；飞行器存储并向外传输视频和图像数据；本发明在弹药毁伤后仍然能够采集毁伤后的目标区域的图像，并传回后方作为毁伤评估参考，能够立刻获得毁伤效果和作战效果，根据毁伤效果信息来指导后续打击和合理决策，同时降低制导弹药的重复消耗，从而解决当前作战的实战环境下难以获得远距离目标实时毁伤效果的问题。
附图说明
图1为本发明的弹上分离式毁伤视频滞空采集***的整体结构示意图；
图2为本发明的弹上分离式毁伤视频滞空采集***的外层包覆壳体的示意图；
图3为本发明的弹上分离式毁伤视频滞空采集***的飞行器与减速伞装置连接的示意图；
图4为本发明的弹上分离式毁伤视频滞空采集***的飞行器的结构框图；
图5为本发明的弹上分离式毁伤视频滞空采集***的机械激活式热电池的一个实施例的示意图；
图6为本发明的弹上分离式毁伤视频滞空采集***的图像传感器安装的一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1所示，本实施例的弹上分离式毁伤视频滞空采集***包括：宿主弹药1、外层包覆壳体2、飞行器3、减速伞装置4、弹体连接件5、飞行器连接件6、减速伞连接件7和图像传感器8；其中，在飞行器3的一个表面通过减速伞连接件7安装减速伞装置4；在飞行器3的与减速伞装置4相对的表面安装图像传感器8；安装有减速伞装置4和图像传感器8的飞行器3通过飞行器连接件6安装在外层包覆壳体2上；宿主弹药1的侧壁设置有安装凹槽；飞行器3位于安装凹槽内，外层包覆壳体2通过弹体连接件5安装在宿主弹药1上，外层包覆壳体2的外表面与宿主弹药1的侧壁具有相同的曲率，从而连接为一整体；弹体连接件5、飞行器连接件6和减速伞连接件7分别以导线连接至飞行器3；图像传感器8通过线缆连接至飞行器3；减速伞装置4的伞包的拉绳的一端机械固定在安装凹槽内。
如图2所示，外层包覆壳体2包括弧形外壳21、安装板22、弹体连接孔23和飞行器连接孔24；其中，弧形外壳的外表面与宿主弹药1的侧壁具有相同的曲率；在弧形外壳21的内表面设置有安装板22；在安装板上设置有飞行器连接孔24；在弧形外壳边缘设置有弹体连接孔23；飞行器3的表面与飞行器连接24孔相对应，设置有外壳连接孔，外壳连接孔与飞行器连接孔24之间设置飞行器连接件6，将飞行器3安装在外层包覆壳体2上；宿主弹药1的侧壁与弹体连接孔相对应，设置有安装连接孔，弹体连接孔23与安装连接孔之间设置弹体连接件5，将外层包覆壳体2安装在宿主弹药1上。
如图3所示，减速伞装置4包括：伞包、缆线41、底板42、插销和拉绳；其中，伞包的边缘通过缆线41连接至底板42；伞包折叠收放设置有插销；拉绳的一端连接至插销，另一端机械固连至宿主弹药的安装凹槽；底板42通过减速伞连接件安装在飞行器壳体上；当外层包覆壳体与宿主弹药分离并且飞行器与外层包覆壳体分离，飞行器被释放到空中，拉绳拉出插销，伞包展开，使得飞行器快速减速。
如图3和4所示：飞行器3包括：无信通讯单元、惯性传感器、存储器、自毁装置、微小电机控制电路、四旋翼驱动电机、中央处理器、机械激活式热电池、四旋翼32和飞行器壳体33；其中，机械激活式热电池分别连接至无信通讯单元、惯性传感器、存储器、自毁装置、微小电机控制电路、四旋翼驱动电机和中央处理器；无信通讯单元和存储器分别连接中央处理器；惯性传感器连接至中央处理器；中央处理器还分别连接至自毁装置和微小电机控制电路；微小电机控制电路连接至四旋翼驱动电机；图像传感器连接至中央处理器；弹体连接件、飞行器连接件和减速伞连接件分别以导线连接至中央处理器的外置触点，每个外置触点与中央处理器的各个分离信号对应引脚导线连接；无信通讯单元、惯性传感器、存储器、自毁装置、微小电机控制电路、四旋翼驱动电机、中央处理器和机械激活式热电池均设置在飞行器壳体内；在飞行器壳体上设置四旋翼，四旋翼连接至四旋翼驱动电机；飞行器壳体的表面与飞行器连接孔相对应，设置有外壳连接孔34。无线通讯单元包括天线31和通讯电路，天线连接至无线通讯电路，无线通讯电路连接至中央处理器，天线设置在飞行器壳体的外表面。
如图5所示，机械激活式热电池包括：击针91、弹簧92、火帽93、传火筒94、电池壳体95、加热片96、单体电池97和接线柱98；其中，击针的顶端设置弹簧，弹簧的顶端连接火帽，击针、弹簧和火帽沿宿主弹药的中心轴安装在传火筒内；在单体电池的表面设置加热片；传火筒位于加热片内；击针、弹簧、火帽、传火筒、加热片和单体电池位于电池壳体内；在电池壳体上设置接线柱；当宿主弹药发射，在后坐过载的作用下，弹簧被压缩，击针撞击火帽发火，火焰从传火筒喷出，点燃周围的加热片，单体电池被激活，产生电流由接线柱导出。
如图6所示，图像传感器8安装在飞行器3的下表面，飞行器3的一个侧面为正面，正面的法线为飞行器的正方向S1，图像传感器8的拍摄方向S2与飞行器3的正方向S1的夹角为锐角。
本实施例的弹上分离式毁伤视频滞空采集***的视频采集方法，包括以下步骤：
1)当宿主弹药发射后，飞行器感受到后坐过载，开启通电运行；
2)当飞行器感知竖直向下方向的速度分量大于下降速度阈值时，表明宿主弹药处于弹道末段抵近毁伤目标，飞行器同时向弹体连接件和飞行器连接件发送分离信号，弹体连接件断裂，外层包覆壳体与宿主弹药分离，并且飞行器连接件断裂，飞行器与外层包覆壳体分离；
3)飞行器脱去外层包覆壳体之后，飞行器被释放到空中，由于惯性，飞行器继续以接近宿主弹药的速度高速下落移动，减速伞装置脱离安装凹槽，从而伞包的拉绳将伞包展开，使得飞行器快速减速；
4)当飞行器感知总速度小于阈值速度时，飞行器向减速伞连接件发送分离信号，使得减速伞装置脱离飞行器；
5)同时飞行器根据位置和姿态控制飞行轨迹，使得毁伤目标位于图像传感器的成像视野范围内，并且飞行器位于宿主弹药的毁伤范围以外；
6)图像传感器采集视频和图像数据，传输至飞行器；图像传感器采集视频和图像数据期间，飞行器滞空；
7)飞行器存储并向外传输视频和图像数据。
最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种弹上分离式毁伤视频滞空采集***，其特征在于，所述弹上分离式毁伤视频滞空采集***包括：宿主弹药、外层包覆壳体、飞行器、减速伞装置、弹体连接件、飞行器连接件、减速伞连接件和图像传感器；其中，在飞行器的一个表面通过减速伞连接件安装减速伞装置；在飞行器的与减速伞装置相对的表面安装图像传感器；安装有减速伞装置和图像传感器的飞行器通过飞行器连接件安装在外层包覆壳体上；宿主弹药的侧壁设置有安装凹槽；飞行器位于安装凹槽内，外层包覆壳体通过弹体连接件安装在宿主弹药上，外层包覆壳体的外表面与宿主弹药的侧壁具有相同的曲率，从而连接为一整体；弹体连接件、飞行器连接件和减速伞连接件分别以导线连接至飞行器；图像传感器通过线缆连接至飞行器；减速伞装置的伞包的拉绳的一端机械固定在安装凹槽内；当宿主弹药发射后，飞行器感受到后坐过载，开启通电运行；当飞行器感知竖直向下方向的速度分量大于下降速度阈值时，表明宿主弹药处于弹道末段抵近毁伤目标，飞行器同时向弹体连接件和飞行器连接件发送分离信号，弹体连接件断裂，外层包覆壳体与宿主弹药分离，并且飞行器连接件断裂，飞行器与外层包覆壳体分离；飞行器脱去外层包覆壳体之后，飞行器被释放到空中，由于惯性，飞行器继续以接近宿主弹药的速度高速下落移动，减速伞装置脱离安装凹槽，从而伞包的拉绳将伞包展开，使得飞行器快速减速；当飞行器感知总速度小于阈值速度时，飞行器向减速伞连接件发送分离信号，使得减速伞装置脱离飞行器；同时飞行器根据位置和姿态控制飞行轨迹，使得毁伤目标位于图像传感器的成像视野范围内，并且飞行器位于宿主弹药的毁伤范围以外；图像传感器采集视频和图像数据，传输至飞行器；图像传感器采集视频和图像数据期间，飞行器滞空；飞行器存储并向外传输视频和图像数据。
2.如权利要求1所述的弹上分离式毁伤视频滞空采集***，其特征在于，所述减速伞装置包括：伞包、缆线、底板、插销和拉绳；其中，伞包的边缘通过缆线连接至底板；伞包折叠收放并设置有插销；拉绳的一端连接至插销，另一端机械固连至宿主弹药的安装凹槽；底板通过减速伞连接件安装在飞行器的飞行器壳体上；当外层包覆壳体与宿主弹药分离并且飞行器与外层包覆壳体分离，飞行器被释放到空中，减速伞装置脱离安装凹槽，拉绳拉出插销，伞包展开，使得飞行器减速。
3.如权利要求1所述的弹上分离式毁伤视频滞空采集***，其特征在于，所述弹体连接件、飞行器连接件和减速伞连接件均采用***螺栓，分离信号为电流信号，接收到电流信号后***使本身切断，从而断开连接。
4.如权利要求1所述的弹上分离式毁伤视频滞空采集***，其特征在于，所述飞行器包括：无信通讯单元、惯性传感器、存储器、自毁装置、微小电机控制电路、四旋翼驱动电机、中央处理器、机械激活式热电池、四旋翼和飞行器壳体；其中，机械激活式热电池分别连接至无信通讯单元、惯性传感器、存储器、自毁装置、微小电机控制电路、四旋翼驱动电机和中央处理器；无信通讯单元和存储器分别连接中央处理器；惯性传感器连接至中央处理器；中央处理器还分别连接至自毁装置和微小电机控制电路；微小电机控制电路连接至四旋翼驱动电机；图像传感器连接至中央处理器；弹体连接件、飞行器连接件和减速伞连接件分别以导线连接至中央处理器；无信通讯单元、惯性传感器、存储器、自毁装置、微小电机控制电路、四旋翼驱动电机、中央处理器和机械激活式热电池均设置在飞行器壳体内；在飞行器壳体上设置四旋翼，四旋翼连接至四旋翼驱动电机；飞行器壳体的表面与飞行器连接孔相对应，设置有外壳连接孔；当宿主弹药发射后，机械激活式热电池感受到后坐过载，被激活，进行供电，飞行器开始通电运行；惯性传感器感受到后坐过载，传输至中央处理器，当感知竖直向下方向的速度分量大于下降速度阈值时，表明宿主弹药处于弹道末段抵近毁伤目标，中央处理器分别向弹体连接件和飞行器连接件发送分离信号，弹体连接件断裂，外层包覆壳体与宿主弹药分离，并且飞行器连接件断裂，飞行器与外层包覆壳体分离；飞行器脱去外层包覆壳体之后，飞行器被释放到空中，由于惯性，飞行器继续以接近宿主弹药的速度高速下落移动，减速伞装置的伞包的拉绳将伞包展开，使得飞行器快速减速；当惯性传感器感知总速度小于阈值速度时，中央处理器向减速伞连接件发送分离信号，使得减速伞装置脱离飞行器，同时中央处理器向微小电机控制电路发送启动控制信号，微小电机控制电路控制四旋翼驱动电机的转速，从而能够通过控制四旋翼来调整飞行器的飞行姿态和速度；中央处理器根据飞行器和弹体分离时的惯性传感器的位置和姿态数据来估计宿主弹药的速度和姿态，进而预测出分离之后宿主弹药的轨迹，并且中央处理器根据预测的宿主弹药的轨迹和根据惯性传感器采集的当前飞行器的位置、姿态和速度，计算控制参数，将控制参数不间断发送至微小电机控制电路，通过控制四旋翼驱动电机控制四旋翼，使得飞行器接近预测的宿主弹药的轨迹，毁伤目标位于图像传感器的成像视野范围内且飞行器位于宿主弹药的毁伤范围以外，并且使得飞行器的正方向与预测的宿主弹药的速度方向在水平面上的投影方向一致；方向调整完成后，图像传感器得以准确指向弹药打击区域；图像传感器采集视频和图像数据，传输至中央处理器；中央处理器将视频和图像数据存储在存储器中，并通过无线通讯单元将向外传输视频和图像数据；图像传感器采集视频和图像数据期间，中央处理器通过微小电机控制电路控制四旋翼驱动电机，从而控制四旋翼使得飞行器滞空；当图像采集结束，中央处理器向自毁装置发出自毁指令，将飞行器销毁。
5.如权利要求1所述的弹上分离式毁伤视频滞空采集***，其特征在于，所述机械激活式热电池包括：击针、弹簧、火帽、传火筒、电池壳体、加热片、单体电池和接线柱；其中，击针的顶端设置弹簧，弹簧的顶端连接火帽，击针、弹簧和火帽沿宿主弹药的中心轴安装在传火筒内；在单体电池的表面设置加热片；传火筒位于加热片内；击针、弹簧、火帽、传火筒、加热片和单体电池位于电池壳体内；在电池壳体上设置接线柱；当宿主弹药发射，在后坐过载的作用下，弹簧被压缩，击针撞击火帽发火，火焰从传火筒喷出，点燃周围的加热片，单体电池被激活，产生电流由接线柱导出。
6.如权利要求1所述的弹上分离式毁伤视频滞空采集***，其特征在于，所述自毁装置包括：壳体、***和点火器；其中，壳体内盛装***和点火器，壳体安置于存储器和中央处理器的电路旁边；点火器连接至中央处理器。
7.如权利要求6所述的弹上分离式毁伤视频滞空采集***，其特征在于，所述点火器由引爆桥丝、引火药和起爆药组成，引爆桥丝连接至中央处理器。
8.一种如权利要求1所述的弹上分离式毁伤视频滞空采集***的视频采集方法，其特征在于，所述视频采集方法包括以下步骤：
1)当宿主弹药发射后，飞行器感受到后坐过载，开启通电运行；
2)当飞行器感知竖直向下方向的速度分量大于下降速度阈值时，表明宿主弹药处于弹道末段抵近毁伤目标，飞行器同时向弹体连接件和飞行器连接件发送分离信号，弹体连接件断裂，外层包覆壳体与宿主弹药分离，并且飞行器连接件断裂，飞行器与外层包覆壳体分离；
3)飞行器脱去外层包覆壳体之后，飞行器被释放到空中，由于惯性，飞行器继续以接近宿主弹药的速度高速下落移动，减速伞装置脱离安装凹槽，从而伞包的拉绳将伞包展开，使得飞行器快速减速；
4)当飞行器感知总速度小于阈值速度时，飞行器向减速伞连接件发送分离信号，使得减速伞装置脱离飞行器；
5)同时飞行器根据位置和姿态控制飞行轨迹，使得毁伤目标位于图像传感器的成像视野范围内，并且飞行器位于宿主弹药的毁伤范围以外；
6)图像传感器采集视频和图像数据，传输至飞行器；图像传感器采集视频和图像数据期间，飞行器滞空；
7)飞行器存储并向外传输视频和图像数据。
9.如权利要求8所述的视频采集方法，其特征在于，具体控制方法为：当宿主弹药发射后，机械激活式热电池感受到后坐过载，被激活，进行供电，飞行器开始通电运行；惯性传感器感受到后坐过载，传输至中央处理器，当感知竖直向下方向的速度分量大于下降速度阈值时，表明宿主弹药处于弹道末段抵近毁伤目标，中央处理器分别向弹体连接件和飞行器连接件发送分离信号，弹体连接件断裂，外层包覆壳体与宿主弹药分离，并且飞行器连接件断裂，飞行器与外层包覆壳体分离；飞行器脱去外层包覆壳体之后，飞行器被释放到空中，由于惯性，飞行器继续以接近宿主弹药的速度高速下落移动，减速伞装置的伞包的拉绳将伞包展开，使得飞行器快速减速；当惯性传感器感知总速度小于阈值速度时，中央处理器向减速伞连接件发送分离信号，使得减速伞装置脱离飞行器，同时中央处理器向微小电机控制电路发送启动控制信号，微小电机控制电路控制四旋翼驱动电机的转速，从而能够通过控制四旋翼来调整飞行器的飞行姿态和速度；中央处理器根据飞行器和弹体分离时的惯性传感器的位置和姿态数据来估计宿主弹药的速度和姿态，进而预测出分离之后宿主弹药的轨迹，并且中央处理器根据预测的宿主弹药的轨迹和根据惯性传感器采集的当前飞行器的位置、姿态和速度，计算控制参数，将控制参数不间断发送至微小电机控制电路，通过控制四旋翼驱动电机控制四旋翼，使得飞行器接近预测的宿主弹药的轨迹，毁伤目标位于图像传感器的成像视野范围内且飞行器位于宿主弹药的毁伤范围以外，并且使得飞行器的正方向与预测的宿主弹药的速度方向在水平面上的投影方向一致；方向调整完成后，图像传感器得以准确指向弹药打击区域；图像传感器采集视频和图像数据，传输至中央处理器；中央处理器将视频和图像数据存储在存储器中，并通过无线通讯单元将向外传输视频和图像数据；图像传感器采集视频和图像数据期间，中央处理器通过微小电机控制电路控制四旋翼驱动电机，从而控制四旋翼使得飞行器滞空。
10.如权利要求8所述的视频采集方法，其特征在于，还包括当图像采集结束，飞行器自行销毁。
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| JPH07190700A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-07-28 | Mitsubishi Electric Corp | 飛しょう体の目標探知方法 |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘菲: "伞降小型飞行器初始转平飞过程姿态估计与融合算法研究", 《中国博士学位论文全文数据库-工程科技II辑》 * |
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