[发明专利]一种查打一体固定翼无人机快速实时光轴校准方法

权利要求书

1.一种查打一体固定翼无人机快速实时光轴校准方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、根据搭载光电载荷的无人机(2)通过光电载荷与地面站数据链(4)传输的由光电吊舱的可见光系统拍摄到的靶标图像(1)，分析出装配有PSD位置传感器阵列的靶标(3)的大体位置；

S2、通过已确定装配有PSD位置传感器阵列的靶标(3)位置，搭载光电载荷的无人机(2)进入校靶航线，指挥光电吊舱的激光照射器(5)发射激光，将激光打到装配有PSD位置传感器(31)阵列的靶面上；

S3、根据PSD传感器(31)采集到的光源信号，对每一块PSD传感器(31)进行分析；

S4、根据步骤S3每块PSD传感器(31)采集到的光源信号覆盖率不同，将板块分为光源全覆盖和光源未全覆盖；

S5、若激光光斑全覆盖PSD感光面(311)上，则PSD感光面(311)的能量重心为该PSD感光面(311)的十字交叉中心A_ij位置坐标

S6、若激光光斑未全覆盖在PSD感光面(311)上，则PSD感光面(311)的能量重心为偏离该PSD感光面(311)的十字交叉中心的点B_ij，在PSD位置传感器(31)位置坐标为(u,v)，在整体靶面坐标系上的位置坐标B_ij为式中，k表示相邻两块PSD位置传感器(31)间隔数，m表示装配有PSD位置传感器阵列的靶标(3)靶面的长度，n表示装配有PSD位置传感器阵列的靶标(3)靶面的宽度；

S7、通过偏离PSD感光面(311)的十字交叉中心的点确定光斑边界，利用最小二乘原理对激光光斑轮廓进行近似；

根据最小二乘法原理可以求得：

如果所有边界点数为N，

通过变换计算可以求得，拟合中心坐标a，b和半径r的表达式：

S8、从上述公式求得激光光斑圆心坐标，并通过靶标十字中心坐标系进行偏差校准，完成光轴标校；

S9、通过工控机将PSD位置传感器(31)采集到的激光光斑图像处理后显示在本地显示器上，或者通过无线传输设备将图像数据传输到远程计算机上，并显示在远程显示器上，进行激光光斑的现场监控和远程监控；

S10、根据激光光斑的校轴参数，上传烧写到光电载荷，进行远程调控。

2.根据权利要求1所述一种查打一体固定翼无人机快速实时光轴校准方法采取以下装置，其特征在于：包括：所述每块PSD位置传感器(31)都是单位为2平方厘米正方形块，并且相邻的两块PSD位置传感器(31)间隔k-1块，在装配有PSD位置传感器阵列的靶标(3)的靶面上，横向分布有块PSD位置传感器(31)，纵向分布有块PSD位置传感器(31)。

3.根据权利要求1所述一种查打一体固定翼无人机快速实时光轴校准方法采取以下装置，其特征在于：包括：搭载光电载荷的无人机(2)、光电吊舱的激光照射器(5)、光电吊舱的可见光系统拍摄到的靶标图像(1)、装配有PSD位置传感器阵列的靶标(3)、光电载荷与地面站数据链(4)、PSD位置传感器(31)、PSD感光面(311)；所述光电吊舱中可见光系统捕获靶标图像(1)通过光电载荷与地面站数据链(4)传输给搭载光电载荷的无人机(2)，光电吊舱的激光照射器(5)发射的激光可以通过PSD感光面(311)接收。

4.根据权利要求3所述的一种查打一体固定翼无人机快速实时光轴校准方法采取以下装置，其特征在于：所述装配有PSD位置传感器阵列的靶标(3)，由PSD位置传感器(31)阵列组合排布于靶面上，装配有PSD位置传感器阵列的靶标(3)上分布着横向与纵向两条直线，交叉点交于靶面的中心，由此建立基于靶面的初始坐标系。

5.根据权利要求3所述的一种查打一体固定翼无人机快速实时光轴校准方法采取以下装置，其特征在于：所述PSD感光面(311)的坐标系与装配有PSD位置传感器阵列的靶标(3)的靶面坐标系进行转换，得到PSD感光面(311)上的点对应在装配有PSD位置传感器阵列的靶标(3)坐标的靶面坐标系的坐标位置。