[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

说明书

本发明涉及固定翼无人机激光制导领域，尤其涉及一种查打一体固定翼无人机快速实时光轴校准方法，搭载光电载荷的无人机通过数据链传输的由光电吊舱的可见光系统拍摄的靶标图像，分析靶标大体位置。无人机光电吊舱的激光照射器向靶标打出激光，通过装配在靶标上的传感器采集到的激光光斑信号，经图像处理之后，显示在本地计算机上，或者用无线传输设备将图像数据呈现在远程计算机上，通过计算偏移量，完成光轴标校。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。本设备仅使用PSD传感器就完成对激光光轴的实时校准，校准后无需重复，节约时间且精度达到毫米级。

技术领域

本发明涉及固定翼无人机激光制导领域，尤其涉及一种查打一体固定翼无人机快速实时光轴校准方法。

背景技术

现在的大中型查打一体无人机普遍采用的激光半主动制导方式，挂载在无人机上的光电载荷不仅有高分辨率的可见光和红外传感器，还集成有具有测距和微光照射功能的激光器，光电载荷在跟踪锁定目标后，通过激光器照射指引该目标，导弹上导引头接收从目标反射回来的激光回波信号，引导弹体命中目标。

一般情况下，光电载荷可见光传感器的探测波段为可见光波段(波长范围0.4μm-0.7μm)，红外传感器的探测波段为中波红外波段(波长范围为3μm-5μm)，而一般激光器工作波长为1.064μm，因此载荷操作人员无法在地面控制站的光电载荷图像中看到光斑的实际位置，需要另外专门的设备进行光斑探测，以判断光斑的实际位置和跟踪中心的偏差。在传统测量方法中，操作过程比较繁琐，同时激光光斑偏差的主要依靠操作人员进行判读，计算查表过程也可能引入人为误差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种查打一体固定翼无人机快速实时光轴校准方法，用于解决背景技术中提到的问题。

本发明采用了如下技术方案：

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

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

S3、根据PSD传感器采集到的光源信号，对每一块PSD传感器进行分析；

S4、根据步骤S3每块PSD传感器采集到的光源信号覆盖率不同，可以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感光面上，则PSD感光面的能量重心为该PSD感光面的十字交叉中心A_ij位置坐标

S6、若激光光斑未全覆盖在PSD感光面上，则PSD感光面的能量重心为偏离该PSD感光面的十字交叉中心的点B_ij，在PSD位置传感器位置坐标为(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位置传感器间隔数，m表示装配有PSD位置传感器阵列的靶标靶面的长度，n表示装配有PSD位置传感器阵列的靶标靶面的宽度；

S7、通过偏离PSD感光面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；