一种导引头动态跟踪数据采集方法

摘要

本发明属于传感器领域，具体涉及一种基于多旋翼无人机的导引头动态跟踪数据采集系统及采集方法。该数据采集系统包括多旋翼无人机平台、飞行平台测试设备和地面控制设备。本发明采用多旋翼无人机作为飞行平台，与载人直升机/固定翼飞机数据采集系统相比，保障简单，成本低周期短，对飞行场地没有特殊要求，且可按预定轨迹飞行并接近目标；通过无线数据链技术操控导引头锁定跟踪目标，通过地面操控装置实时监测导引头回传图像和数据，操作简单，避免了载人飞行平台的人员安全性问题；依托野外真实场景，比通过在半实物仿真环境下虚拟视景数据采集系统的采集结果更可靠。本发明的数据采集系统费用低廉、操作简单、实用，具有较好的推广使用前景。

权利要求

1.一种导引头动态跟踪数据采集方法，其特征在于，所述数据采集方法采用的数据采集系统包括多旋翼无人机平台、飞行平台测试设备和地面控制设备；

其中，所述多旋翼无人机平台用于通过多旋翼无人机搭载所述飞行平台测试设备；

所述飞行平台测试设备包括导引头、原始视频记录装置和数据链机载端机；其中，所述导引头用于对目标进行动态跟踪，所述原始视频记录装置用于采集所述导引头跟踪获取的视频图像数据，所述数据链机载端机用于将所述原始视频记录装置采集到的视频图像数据传送至所述地面控制设备；

所述地面控制设备包括无人机地面操控装置、导引头地面操控装置和数据链地面端机；其中，所述无人机地面操控装置用于对所述多旋翼无人机平台的飞行进行控制；所述导引头地面操控装置用于对所述导引头的目标动态跟踪进行控制；所述数据链地面端机用于接收所述数据链机载端机传送的所述视频图像数据；

所述数据采集方法包括如下步骤：

S1、将所述飞行平台测试设备安装在所述多旋翼无人机平台上；

S2、所述飞行平台测试设备和所述地面控制设备上电；

S3、使用所述导引头地面操控装置操纵所述导引头锁定目标；

S4、启动所述原始视频记录装置、所述数据链机载端机和所述数据链地面端机；

S5、所述多旋翼无人机平台上电；

S6、所述多旋翼无人机平台按照指定轨迹飞行并接近所述目标；

S7、在飞行过程中，进行所述导引头的视频图像数据的传输，通过所述导引头对所述目标进行动态跟踪；

S8、所述多旋翼无人机平台在所述目标处降落，系统断电。

2.如权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，所述飞行平台测试设备中的所述导引头为红外图像自主寻的导引头或电视导引头。

说明书

一种导引头动态跟踪数据采集方法

技术领域

[0001] 本发明属于传感器领域，具体涉及一种基于多旋翼无人机的导引头动态跟踪数据采集系统及采集方法。

背景技术

[0002] 对于飞行器的应用，导引头的自动跟踪性能至关重要。现有的导引头动态跟踪数据采集系统方案主要有3种：(1)地面跑车评估方案，该方案为操作导引头锁定并接近目标靶，但是该方案只能使用导引头平视目标，不能解决在导引头从空中俯视地面目标情况下的跟踪性能验证；(2)有人直升机或固定翼飞机的飞行评估方案：该方案中人员在直升机或固定翼飞机上操作导引头锁定并接近目标，但是该方案需要申请航线，成本较高，准备周期长，保障复杂，在保证飞行安全前提下高度不能过低(一般高于500m)，不能按照需要的飞行轨迹接近地面目标；(3)通过虚拟视景在半实物仿真环境下评估，该方案的缺点是虚拟视景通过目标模拟器生成的图像与真实场景的相似度难以确定，无法准确判断评估结果的真实性。

发明内容

[0003] (一)要解决的技术问题

[0004] 本发明的目的是提出一种基于多旋翼无人机的导引头动态跟踪数据采集方法，以解决如何简便、安全和低成本地对导引头性能进行评估的问题。

[0005] (二)技术方案

[0006] 为解决上述技术问题，本发明提出一种导引头动态跟踪数据采集方法，该数据采集方法采用的数据采集系统包括多旋翼无人机平台、飞行平台测试设备和地面控制设备；其中，多旋翼无人机平台用于通过多旋翼无人机搭载飞行平台测试设备；飞行平台测试设备包括导引头、原始视频记录装置和数据链机载端机；其中，导引头用于对目标进行动态跟踪，原始视频记录装置用于采集导引头跟踪获取的视频图像数据，数据链机载端机用于将原始视频记录装置采集到的视频图像数据传送至地面控制设备；地面控制设备包括无人机地面操控装置、导引头地面操控装置和数据链地面端机；其中，无人机地面操控装置用于对多旋翼无人机平台的飞行进行控制；导引头地面操控装置用于对导引头的目标动态跟踪进行控制；数据链地面端机用于接收数据链机载端机传送的视频图像数据；

[0007] 该数据采集方法包括如下步骤：

[0008] S1、将飞行平台测试设备安装在多旋翼无人机平台上；

[0009] S2、飞行平台测试设备和地面控制设备上电；

[0010] S3、使用导引头地面操控装置操纵导引头锁定目标；

[0011] S4、启动原始视频记录装置、数据链机载端机和数据链地面端机；

[0012] S5、多旋翼无人机平台上电；

[0013] S6、多旋翼无人机平台按照指定轨迹飞行并接近目标；

[0014] S7、在飞行过程中，进行导引头的视频图像数据的传输，通过导引头对目标进行动态跟踪；

[0015] S8、多旋翼无人机平台在目标处降落，系统断电。

[0016] 进一步地，飞行平台测试设备中的导引头为红外图像自主寻的导引头或电视导引头。

[0017] (三)有益效果

[0018] 本发明的导引头动态跟踪数据采集方法，采用多旋翼无人机作为飞行平台，与载人直升机/固定翼飞机评估系统相比，保障简单，成本低周期短，对飞行场地没有特殊要求，且可按预定轨迹飞行并接近目标；通过无线数据链技术操控飞行平台上的导引头锁定跟踪目标，通过地面操控装置实时监测导引头回传图像和数据，操作简单，避免了载人飞行平台的人员安全性问题；依托野外真实场景，比通过在半实物仿真环境下虚拟视景评估系统的评估结果更可靠。本发明的评估系统费用低廉、操作简单、实用，具有较好的推广使用前景。

附图说明

[0019] 图1为本发明实施例导引头动态跟踪数据采集系统的组成结构。

具体实施方式

[0020] 为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

[0021] 本实施例公开的导引头动态跟踪数据采集系统，其系统组成结构如图1所示。该评估系统包括多旋翼无人机平台、飞行平台测试设备和地面控制设备。

[0022] 多旋翼无人机平台采用大载重、长航时六轴多旋翼无人机(轴径1.8m，载重10kg以上，航时15分钟以上)，并在多旋翼无人机上配备飞行平台测试设备连接工装。

[0023] 飞行平台测试设备包括锂电池、导引头、原始视频记录装置、数据链机载端机和电气直属件。锂电池用于为飞行平台测试设备供电，电压26V电流5A下工作时间2h。。导引头用于对目标进行动态跟踪，采用红外图像自主寻的导引头或电视导引头。原始视频记录装置用于采集导引头跟踪获取的视频图像数据，数据链机载端机用于将原始视频记录装置采集到的视频图像数据传送至地面控制设备。

[0024] 地面控制设备包括无人机地面操控装置、导引头地面操控装置和数据链地面端机。无人机地面操控装置采用自主飞行和手动遥控两种飞行方案，对多旋翼无人机平台的飞行进行控制。导引头地面操控装置采用Labview虚拟仪器设备技术，操控导引头光轴、波门以及执行锁定解锁等操作，对导引头的目标动态跟踪进行控制，同时显示并记录数据链的数据和视频。数据链地面端机用于接收数据链机载端机传送的视频图像数据。数据链机载端机和数据链地面端机能传输数字信号和视频信号，频点为2.38GHz。

[0025] 采用上述采集系统进行导引头动态跟踪数据采集的步骤为：

[0026] S1、将飞行平台测试设备安装在多旋翼无人机平台上；

[0027] S2、飞行平台测试设备和地面控制设备上电；

[0028] S3、使用导引头地面操控装置操纵导引头锁定目标；

[0029] S4、启动原始视频记录装置、数据链机载端机和数据链地面端机；

[0030] S5、多旋翼无人机平台上电；

[0031] S6、多旋翼无人机平台按照指定轨迹飞行并接近目标；

[0032] S7、在飞行过程中，进行导引头的视频图像数据的传输，通过导引头对目标进行动态跟踪；

[0033] S8、多旋翼无人机平台在目标处降落，系统断电。

[0034] 本实施例通过控制多旋翼无人机平台按照指定轨迹飞行，模拟导引头在实际应用中的飞行轨迹，从而对导引头的动态跟踪性能做出准确评估。

[0035] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。