本發(fā)明屬于傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種基于多旋翼無人機的導(dǎo)引頭動態(tài)跟蹤數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及采集方法。

背景技術(shù)：

對于飛行器的應(yīng)用，導(dǎo)引頭的自動跟蹤性能至關(guān)重要。現(xiàn)有的導(dǎo)引頭動態(tài)跟蹤數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案主要有3種：(1)地面跑車評估方案，該方案為操作導(dǎo)引頭鎖定并接近目標靶，但是該方案只能使用導(dǎo)引頭平視目標，不能解決在導(dǎo)引頭從空中俯視地面目標情況下的跟蹤性能驗證；(2)有人直升機或固定翼飛機的飛行評估方案：該方案中人員在直升機或固定翼飛機上操作導(dǎo)引頭鎖定并接近目標，但是該方案需要申請航線，成本較高，準備周期長，保障復(fù)雜，在保證飛行安全前提下高度不能過低(一般高于500m)，不能按照需要的飛行軌跡接近地面目標；(3)通過虛擬視景在半實物仿真環(huán)境下評估，該方案的缺點是虛擬視景通過目標模擬器生成的圖像與真實場景的相似度難以確定，無法準確判斷評估結(jié)果的真實性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是提出一種基于多旋翼無人機的導(dǎo)引頭動態(tài)跟蹤數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及采集方法，以解決如何簡便、安全和低成本地對導(dǎo)引頭性能進行評估的問題。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于多旋翼無人機的導(dǎo)引頭動態(tài)跟蹤數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該評估系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括：多旋翼無人機平臺、飛行平臺測試設(shè)備和地面控制設(shè)備；其中，

多旋翼無人機平臺用于通過多旋翼無人機搭載飛行平臺測試設(shè)備；

飛行平臺測試設(shè)備包括：導(dǎo)引頭、原始視頻記錄裝置和數(shù)據(jù)鏈機載端機；其中，導(dǎo)引頭用于對目標進行動態(tài)跟蹤；原始視頻記錄裝置用于采集導(dǎo)引頭跟蹤獲取的視頻圖像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)鏈機載端機用于將原始視頻記錄裝置采集到的視頻圖像數(shù)據(jù)傳送至地面控制設(shè)備；

地面控制設(shè)備包括：無人機地面操控裝置、導(dǎo)引頭地面操控裝置和數(shù)據(jù)鏈地面端機；其中，無人機地面操控裝置用于對多旋翼無人機平臺的飛行進行控制；導(dǎo)引頭地面操控裝置用于對導(dǎo)引頭的目標動態(tài)跟蹤進行控制；數(shù)據(jù)鏈地面端機用于接收數(shù)據(jù)鏈機載端機傳送的視頻圖像數(shù)據(jù)。

進一步地，導(dǎo)引頭為紅外圖像自主尋的導(dǎo)引頭或電視導(dǎo)引頭。

本發(fā)明還提出一種采用上述采集系統(tǒng)進行的導(dǎo)引頭動態(tài)跟蹤數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，評估方法包括如下步驟：

S1、將飛行平臺測試設(shè)備安裝在多旋翼無人機平臺上；

S2、飛行平臺測試設(shè)備和地面控制設(shè)備上電；

S3、使用導(dǎo)引頭地面操控裝置操縱導(dǎo)引頭鎖定目標；

S4、啟動原始視頻記錄裝置、數(shù)據(jù)鏈機載端機和數(shù)據(jù)鏈地面端機；

S5、多旋翼無人機平臺上電；

S6、多旋翼無人機平臺按照指定軌跡飛行并接近目標；

S7、在飛行過程中，進行導(dǎo)引頭的視頻圖像數(shù)據(jù)的傳輸，通過導(dǎo)引頭對目標進行動態(tài)跟蹤；

S8、多旋翼無人機平臺在目標處降落，系統(tǒng)斷電。

(三)有益效果

本發(fā)明的導(dǎo)引頭動態(tài)跟蹤數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用多旋翼無人機作為飛行平臺，與載人直升機/固定翼飛機評估系統(tǒng)相比，保障簡單，成本低周期短，對飛行場地沒有特殊要求，且可按預(yù)定軌跡飛行并接近目標；通過無線數(shù)據(jù)鏈技術(shù)操控飛行平臺上的導(dǎo)引頭鎖定跟蹤目標，通過地面操控裝置實時監(jiān)測導(dǎo)引頭回傳圖像和數(shù)據(jù)，操作簡單，避免了載人飛行平臺的人員安全性問題；依托野外真實場景，比通過在半實物仿真環(huán)境下虛擬視景評估系統(tǒng)的評估結(jié)果更可靠。本發(fā)明的評估系統(tǒng)費用低廉、操作簡單、實用，具有較好的推廣使用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例導(dǎo)引頭動態(tài)跟蹤數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。

本實施例公開的導(dǎo)引頭動態(tài)跟蹤數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。該評估系統(tǒng)包括多旋翼無人機平臺、飛行平臺測試設(shè)備和地面控制設(shè)備。

多旋翼無人機平臺采用大載重、長航時六軸多旋翼無人機(軸徑1.8m，載重10kg以上，航時15分鐘以上)，并在多旋翼無人機上配備飛行平臺測試設(shè)備連接工裝。

飛行平臺測試設(shè)備包括鋰電池、導(dǎo)引頭、原始視頻記錄裝置、數(shù)據(jù)鏈機載端機和電氣直屬件。鋰電池用于為飛行平臺測試設(shè)備供電，電壓26V電流5A下工作時間2h。。導(dǎo)引頭用于對目標進行動態(tài)跟蹤，采用紅外圖像自主尋的導(dǎo)引頭或電視導(dǎo)引頭。原始視頻記錄裝置用于采集導(dǎo)引頭跟蹤獲取的視頻圖像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)鏈機載端機用于將原始視頻記錄裝置采集到的視頻圖像數(shù)據(jù)傳送至地面控制設(shè)備。

地面控制設(shè)備包括無人機地面操控裝置、導(dǎo)引頭地面操控裝置和數(shù)據(jù)鏈地面端機。無人機地面操控裝置采用自主飛行和手動遙控兩種飛行方案，對多旋翼無人機平臺的飛行進行控制。導(dǎo)引頭地面操控裝置采用Labview虛擬儀器設(shè)備技術(shù)，操控導(dǎo)引頭光軸、波門以及執(zhí)行鎖定解鎖等操作，對導(dǎo)引頭的目標動態(tài)跟蹤進行控制，同時顯示并記錄數(shù)據(jù)鏈的數(shù)據(jù)和視頻。數(shù)據(jù)鏈地面端機用于接收數(shù)據(jù)鏈機載端機傳送的視頻圖像數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)鏈機載端機和數(shù)據(jù)鏈地面端機能傳輸數(shù)字信號和視頻信號，頻點為2.38GHz。

采用上述采集系統(tǒng)進行導(dǎo)引頭動態(tài)跟蹤數(shù)據(jù)采集的步驟為：

S1、將飛行平臺測試設(shè)備安裝在多旋翼無人機平臺上；

S2、飛行平臺測試設(shè)備和地面控制設(shè)備上電；

S3、使用導(dǎo)引頭地面操控裝置操縱導(dǎo)引頭鎖定目標；

S4、啟動原始視頻記錄裝置、數(shù)據(jù)鏈機載端機和數(shù)據(jù)鏈地面端機；

S5、多旋翼無人機平臺上電；

S6、多旋翼無人機平臺按照指定軌跡飛行并接近目標；

S7、在飛行過程中，進行導(dǎo)引頭的視頻圖像數(shù)據(jù)的傳輸，通過導(dǎo)引頭對目標進行動態(tài)跟蹤；

S8、多旋翼無人機平臺在目標處降落，系統(tǒng)斷電。

本實施例通過控制多旋翼無人機平臺按照指定軌跡飛行，模擬導(dǎo)引頭在實際應(yīng)用中的飛行軌跡，從而對導(dǎo)引頭的動態(tài)跟蹤性能做出準確評估。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。