CN107783146A - 一种利用微波信号和光学信号的目标识别方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用微波信号和光学信号的目标识别方法及装置，其中方法包括：步骤S1：询问方向应答方发射携带有识别信息和延时指令的激光询问信号，并开始计时；步骤S2：应答方对收到的激光询问信号解码，根据解码得到的识别信息生成微波应答信号，并按照延时指令延时发射所述微波应答信号；步骤S3：询问方在收到所述微波应答信号时停止计时；步骤S4：判断询问方开始计时到停止计时的时间间隔是否在预设的时间阈值内：若是，判断应答方为我方目标；反之，判断应答方为敌方目标。装置包括可以应用于询问方和应答方的装置，本发明克服了微波询问带来的角度分辨率低，产生信标作用的缺陷，以及激光应答产生的应答信号发射方位不好确定的问题。

Description

一种利用微波信号和光学信号的目标识别方法和装置

技术领域

本发明涉及目标属性识别领域，尤其涉及一种利用微波信号和光学信号的目标识别方法和装置。

背景技术

目前应用较多的目标属性识别系统多为微波系统。微波识别系统可以全向接收和发射微波信号，但是它存在抗干扰能力差，产生信标作用，容易受欺骗，应答机占据，以及测角分辨率低等不足的缺陷。激光技术为识别系统的发展开辟了新的领域。激光识别(LaserIdentification of Friend or Foe，简称LIFF)，其技术优势有：激光波长短，波束窄，能够获得更高的分辨率，提高了系统识别的定位精度和抗地面杂波的能力；激光具有较高的抗电磁干扰能力，尤其适用于需要无线静默的作战环境；激光信号传递通道窄，不易被敌方探测，保密性好，抗截获能力强；激光的调制速度快，带宽大，大大缩短了识别时间。

激光识别系统通常由询问方设备和应答方设备两部分组成，根据应答方式的不同可以分为无源应答式和有源应答式两种。其中，无源激光识别系统的应答方没有独立的激光发射源，当接收到询问信号后，通过对询问器所发射的询问信号进行反射来进行调制。无源激光识别系统的主要技术瓶颈是战术使用上无法实现双向识别以及其作用距离受限制。有源激光识别系统的特点是应答设备接收到询问信号后，使用独立的激光信号源发射应答信号。但是，由于有源激光识别系统受询问信号方位探测精度、应答瞄准精度等限制，一直以来无法实现全光学识别。激光识别系统中激光发散角小，一方面可以准确地选择识别目标，不易被截取，但是另一方面应答方在发送信号前需要瞄准询问方，然而应答方很难判断询问方的准确位置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种微波和光学联合识别的方法和装置，采用微波和光学联合的方式，避免了微波询问、应答会带来的被截获，信道阻塞的问题，同时解决了激光发散角小应答方很难判断询问方准确位置信息的问题。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种利用微波信号和光学信号的目标识别方法，包括以下步骤：

步骤S1：询问方向应答方发射携带有识别信息和延时指令的激光询问信号，并开始计时；

步骤S2：应答方对收到的激光询问信号解码，根据解码得到的识别信息生成微波应答信号，并按照解码得到的延时指令延时发射所述微波应答信号；

步骤S3：询问方在收到所述微波应答信号时停止计时；

步骤S4：判断询问方开始计时到停止计时的时间间隔是否在预设的时间阈值内：

若是，判断应答方为我方目标；

反之，判断应答方为敌方目标。

在本发明的一个实施例中，上述识别信息中包含敌我属性，上述延迟指令中包含指定的延时时长和预设的时间阈值。

在本发明的一个实施例中，上述步骤S2中，应答方对收到的激光询问信号解码，若解码成功，判断询问方为我方目标，并提醒自己被己方询问；反之，判断询问方为敌方目标，并提醒自己被敌方询问。

在本发明的一个实施例中，上述时间阈值设置成大于等于指定的延迟时间与应答方接收和转换激光询问信号所需时间的和。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种利用微波信号和光学信号进行目标识别的装置，可以应用于询问方，包括：

激光发射单元，其用于发射激光询问信号，所述激光询问信号携带有识别信息和延时指令；

微波接收单元，其用于接收微波应答信号；

综合控制单元，其连接所述激光发射单元和微波接收单元，用于在所述激光发射单元发射激光询问信号时开始计时以及在所述微波接收单元收到微波应答信号时停止计时，并判断开始计时到停止计时的时间间隔是否在指定的时间间隔阈值内：

若是，判断发出微波应答信号的应答方为我方目标；

反之，判断发出微波应答信号的应答方为敌方目标。

在本发明的一个实施例中，所述识别信息中包含敌我属性，所述延迟指令中包含指定的延时时长和预设的时间阈值。

在本发明的一个实施例中，所述时间阈值设置成大于等于指定的延迟时间与应答方接收和转换激光询问信号所需时间的和。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供了另外一种利用微波信号和光学信号进行目标识别的装置，可以应用于应答方，包括：

激光接收单元，其用于接收激光询问信号，所述激光询问信号携带有识别信息和延时指令；

微波发射单元，其用于发射微波应答信号；

综合控制单元，其连接所述激光接收单元和微波发射单元，用于对所述激光接收单元收到的激光询问信号解码，根据解码得到的识别信息生成微波应答信号，并按照解码得到的延时指令控制所述微波发射单元延时发射所述微波应答信号。

在本发明的一个实施例中，所述综合控制单元对所述激光接收单元收到的激光询问信号解码，若解码成功，判断发出激光询问信号的询问方为我方目标；反之，判断发出激光询问信号的询问方为敌方目标。

在本发明的一个实施例中，所述应答方装置还包括语音提示单元，其连接所述综合控制单元，用于语音输出所述综合控制单元判断敌我属性的结果。

与现有技术相比，本发明中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

1、本发明在敌我识别过程中，采用光学和微波融合的方式，克服了利用微波询问带来的角度分辨率低、产生信标作用的缺陷。

2、本发明提供的方法及装置利用激光询问信号作为询问手段，该激光询问信号不容易被敌方截获，克服了现有技术中无法测量时间起点的缺陷。

3、本发明解决了激光应答产生的应答信号的发射方位不好确定的问题。

4、本发明提供的方法及装置通过设定询问激光询问信号的时间阈值作为识别码的一部分，其识别规则易于调整，且不易被敌方解码，保密性好。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了本发明实施例一的方法流程图；

图2示出了本发明实施例二的装置1和装置2进行敌我识别的示意图；

图3示出了本发明实施例二的一种可以固定在武器上的询问方装置的结构示意图；

图4示出了本发明实施例二的一种可以固定在头盔上的应答方装置的结构示意图；

图5示出了本发明实施例三的两个具有相同结构的装置3进行敌我识别的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供了一种利用微波信号和光学信号的目标识别方法，在实际应用中，当询问方例如通过肉眼或观瞄装置发现待询问的目标后，启动目标识别的方法流程如下：

步骤S1：询问方向应答方发射携带有识别信息和延时指令的激光询问信号，并开始计时；

上述步骤S1中，识别信息中包含有敌我属性，延迟指令中包含有指定的延时时长和预设的时间阈值。本发明实施例一步骤S1中询问方利用激光直接向应答方发射携带有识别信息和延时指令的激光询问信号，其方向性好，不易被截获。

步骤S2：应答方对收到的激光询问信号解码，根据解码得到的识别信息生成微波应答信号，并按照解码得到的延时指令延时发射所述微波应答信号；

上述步骤S2中，应答方根据事先约定的编码规则对收到的激光询问信号解码，若解码成功，判断询问方为我方目标，并提醒自己被己方询问；反之，判断询问方为敌方目标，并提醒自己被敌方询问。当解码成功时，根据解码得到的延时指令精确计算延迟时间后猝发一个应答信号，通过微波天线向全方位发射出去，同时通过语音提示单元输出敌我属性为我方的判断结果；当解码失败时，将无法解码激光询问信号，同时通过语音提示单元输出敌我属性为敌方的判断结果。本发明实施例一中步骤S2通过实现约定的编码规则，应答方可通过激光询问信号是否可解码成功判断询问方的敌我属性，判断条件简单，大大缩短了对询问方敌我属性的识别时间。

步骤S3：询问方在收到所述微波应答信号时停止计时；

步骤S4：判断询问方开始计时到停止计时的时间间隔是否在预设的时间阈值内。

上述步骤S4中的询问方开始计时到停止计时的时间间隔包括延迟指令中所指定的延时时长X毫秒Y微秒以及应答方接收和转换激光询问信号所需时间δx毫秒δY微秒。因此上述时间间隔为X+δx毫秒Y+δY微秒，询问方利用综合控制单元比较上述时间间隔X+δx毫秒Y+δY微秒是否在预设的时间阈值内，若是，判断应答方为我方目标；反之，判断应答方为敌方目标。

在上述步骤S4中，将上述时间阈值设置成大于等于指定的延迟时间X毫秒Y微秒与应答方接收和转换激光询问信号所需时间δx毫秒δY微秒的和。

本发明实施例一中步骤S4的预设时间阈值将应答方接收和转换激光询问信号所需时间δx毫秒δY微秒计算在内，提高了询问方对应答方进行敌我判断的精度。

本发明实施例一中提供的一种利用微波信号和光学信号的目标识别方法有效地克服了当前的激光协同识别中的缺陷，即当询问方发出激光识别编码后，应答方虽然可以接收到识别编码，但是无法探测到询问方的准确方位，导致无法定向地用激光回复应答编码的缺陷，并且有效地改善了当前的微波协同识别中识别目标较多、聚集时会发生应答信道堵塞的问题。而且，本发明实施例一的方法识别信息简单，导致识别时间较短，不易产生信标作用，功耗较低，不易被敌方截获。

实施例二

根据图2至图4所示，上述实施例一中记载的一种利用微波信号和光学信号的目标识别方法需要依托一种可以设置于询问方的利用微波信号和光学信号进行目标识别的装置1以及一种可以设置于应答方的利用微波信号和光学信号进行目标识别的装置2互相配合来完成。

图2所示为本发明实施例二中提供的一种可以用于询问方的利用微波信号和光学信号进行目标识别的装置1与一种可以用于应答方的利用微波信号和光学信号进行目标识别的装置2进行互动，从而完成目标识别的示意图。

具体地，图3示出了本发明实施例二中提供的一种可以固定在武器上的用于询问方进行目标识别的装置1，其包括：

激光发射单元11，其用于执行实施例一中步骤S1的发射激光询问信号的操作，该激光询问信号携带有识别信息和延时指令；上述识别信息中包含敌我属性，延迟指令中包含指定的延时时长和预设的时间阈值。

微波接收单元12，其用于执行实施例一中步骤S3中接收微波应答信号的操作；

综合控制单元13，其连接所述激光发射单元和微波接收单元，用于执行实施例一中步骤S4的在所述激光发射单元发射激光询问信号时开始计时以及在所述微波接收单元收到微波应答信号时停止计时，并判断开始计时到停止计时的时间间隔是否在指定的时间间隔阈值内的操作：若是，判断发出微波应答信号的应答方为我方目标；反之，判断发出微波应答信号的应答方为敌方目标。

上述时间阈值优选地设置成大于等于指定的延迟时间X毫秒Y微秒与应答方接收和转换激光询问信号所需时间δx毫秒δY微秒的和，即X+δx毫秒Y+δY微秒。

具体地，图4所示为本发明实施例二中提供的一种可以固定在头盔上的用于应答方进行目标识别的装置2，其包括：

激光接收单元21，其用于实施例一步骤S2的接收激光询问信号操作，激光询问信号携带有识别信息和延时指令；

微波发射单元22，其用于实施例一步骤S2的发射微波应答信号操作；

综合控制单元23，其连接所述激光接收单元和微波发射单元，用于实施例一步骤S2的对所述激光接收单元收到的激光询问信号解码，根据解码得到的识别信息生成微波应答信号，并按照解码得到的延时指令控制所述微波发射单元延时发射所述微波应答信号的操作。

上述综合控制单元23对所述激光接收单元21收到的激光询问信号解码，若解码成功，判断发出激光询问信号的询问方为我方目标；反之，判断发出激光询问信号的询问方为敌方目标。

利用本发明实施例二提供的综合控制单元23可以使应答方快速简单地判断出发出激光询问信号的询问方的敌我属性。

语音提示单元24，其连接所述综合控制单元，用于语音输出所述综合控制单元判断敌我属性的结果。

利用本发明实施例二提供的语音提示单元24可以使应答方更加方便地得知发射激光询问信号的询问方的敌我属性。

本发明实施例二提供的一种利用微波信号和光学信号进行目标识别的应答方装置1包括但不限于询问方使用。同理，本发明实施例二提供的一种利用微波信号和光学信号进行目标识别的应答方装置2包括但不限于应答方使用。

实施例三

根据图5所示的两个相同模块组成的利用微波信号和光学信号进行目标识别的装置3，该两个相同的装置3可分别应用于询问方和待识别方，两者具有完全相同的功能，具有更强的灵活性。

图5所示为两个具有相同模块组成的利用微波信号和光学信号进行目标识别的装置3进行敌我识别的系统图，其中任意一个利用微波信号和光学信号进行目标识别的装置包括：

激光发射单元31，其用于执行发射激光询问信号的操作，该激光询问信号携带有识别信息和延时指令；上述识别信息中包含敌我属性，延迟指令中包含指定的延时时长和预设的时间阈值，用于语音输出所述综合控制单元判断敌我属性的结果。

激光接收单元32，其用于接收激光询问信号操作，激光询问信号携带有识别信息和延时指令。

微波发射/接收单元33，其用于发射或接收微波应答信号操作。

综合控制单元34，其连接激光发射单元31、激光接收单元32以及微波发送/发射单元33，用于执行的在所述激光发射单元31发射激光询问信号时开始计时以及在所述微波发射/接收单元33收到微波应答信号时停止计时，并判断开始计时到停止计时的时间间隔是否在指定的时间间隔阈值内的操作：若是，判断发出微波应答信号的应答方为我方目标；反之，判断发出微波应答信号的应答方为敌方目标。此外，综合控制单元34还用于对所述激光接收单元32收到的激光询问信号解码，根据解码得到的识别信息生成微波应答信号，并按照解码得到的延时指令控制所述微波发射/接收单元33延时发射所述微波应答信号的操作。

语音提示单元35，其连接所述综合控制单元34，用于语音输出上述综合控制单元34判断敌我属性的结果。

系统工作时，应用于询问方的装置的综合控制单元34将携带有识别信息和延时指令的激光询问信号加密后通过激光发射单元31，经大气信道36向应用于应答方的装置的激光接收单元32的方向发送出去，并开始计时。应用于待识别方的装置的激光接收单元32接收到上述激光询问信号后晶光电转换成电信号送至应用于应答方的装置的综合控制单元34后解码该激光询问信号，解码时包含判断询问方敌我属性步骤：若其为敌方目标则无法解码该激光询问信号；若其为友方目标，则可解出识别码；同时按照询问方的延时指令开始计时，待识别方的身份也同时转化为应答方；同时应用于应答方的装置的综合控制单元34控制语音提示单元35提醒应答方是友方还是不明目标对自己进行了激光照射和询问。应用于应答方的装置的综合控制单元34在计时到延时指令规定的X毫秒Y微秒的时间后，猝发一个脉冲信号到微波发射/接收单元33，通过该微波发射/接收单元33全向发射上述微波应答信号。

应用于询问方的装置通过大气信道36接收到上述微波应答信号后，停止计时，并且在应用于询问方装置的综合控制单元34内将这个时间间隔和延时指令规定的时间门比较，如果时间间隔在时间门内，则可以判断应答方为友方目标，反之则不是友方目标；同时应用于询问方装置的综合控制单元34向应用于与询问方装置的微型语音提示单元35发送上述识别结果，并通过音频信号通知询问方。

应用本发明实施例三提供的装置3不用区分应答方和询问方的识别装置，直接使用其进行两方的敌我识别，方便快捷。该装置3还设置有语音提示单元35可以用于音频提示询问方或应答方的敌我属性信息。

上述各模块中的操作的具体细化，可参见上面结合图1对本发明方法的说明，在此不再详细赘述。

综上所述，本发明实施例一、实施例二以及实施例三提供的一种利用微波信号和光学信号的目标识别方法和装置，有效的克服了当前的激光协同识别中询问方发出激光识别编码后，应答方可以接收到识别编码，但是无法探测到询问方的准确方位，导致无法定向用激光回复应答编码的缺陷，并且有效的改善了当前的微波协同识别中识别目标较多、聚集时会发生应答信道堵塞的问题。而且，本发明实施例一的方法识别信息简单，导致识别时间较短，不易产生信标作用，功耗较低，不易被敌方截获。

本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种利用微波信号和光学信号的目标识别方法，包括以下步骤：

步骤S1：询问方向应答方发射携带有识别信息和延时指令的激光询问信号，并开始计时；

步骤S2：应答方对收到的激光询问信号解码，根据解码得到的识别信息生成微波应答信号，并按照解码得到的延时指令延时发射所述微波应答信号；

步骤S3：询问方在收到所述微波应答信号时停止计时；

步骤S4：判断询问方开始计时到停止计时的时间间隔是否在预设的时间阈值内：

若是，判断应答方为我方目标；

反之，判断应答方为敌方目标。

2.根据权利要求1所述的利用微波信号和光学信号的目标识别方法，其特征在于：

所述识别信息中包含敌我属性，所述延迟指令中包含指定的延时时长和预设的时间阈值。

3.根据权利要求1所述的利用微波信号和光学信号的目标识别方法，其特征在于：

所述步骤S2中，应答方对收到的激光询问信号解码，若解码成功，判断询问方为我方目标，并提醒自己被己方询问；反之，判断询问方为敌方目标，并提醒自己被敌方询问。

4.根据权利要求1所述的利用微波信号和光学信号的目标识别方法，其特征在于：

所述时间阈值设置成大于等于指定的延迟时间与应答方接收和转换激光询问信号所需时间的和。

5.一种利用微波信号和光学信号进行目标识别的装置，其特征在于，包括：

激光发射单元，其用于发射激光询问信号，所述激光询问信号携带有识别信息和延时指令；

微波接收单元，其用于接收微波应答信号；

综合控制单元，其连接所述激光发射单元和微波接收单元，用于在所述激光发射单元发射激光询问信号时开始计时以及在所述微波接收单元收到微波应答信号时停止计时，并判断开始计时到停止计时的时间间隔是否在指定的时间间隔阈值内：

若是，判断发出微波应答信号的应答方为我方目标；

反之，判断发出微波应答信号的应答方为敌方目标。

6.根据权利要求5所述的利用微波信号和光学信号进行目标识别的装置，其特征在于：

所述识别信息中包含敌我属性，所述延迟指令中包含指定的延时时长和预设的时间阈值。

7.根据权利要求5所述的利用微波信号和光学信号进行目标识别的装置，其特征在于：

所述时间阈值设置成大于等于指定的延迟时间与应答方接收和转换激光询问信号所需时间的和。

8.一种利用微波信号和光学信号进行目标识别的装置，其特征在于，包括：

激光接收单元，其用于接收激光询问信号，所述激光询问信号携带有识别信息和延时指令；

微波发射单元，其用于发射微波应答信号；

综合控制单元，其连接所述激光接收单元和微波发射单元，用于对所述激光接收单元收到的激光询问信号解码，根据解码得到的识别信息生成微波应答信号，并按照解码得到的延时指令控制所述微波发射单元延时发射所述微波应答信号。

9.根据权利要求8所述的利用微波信号和光学信号进行目标识别的装置，其特征在于：

所述综合控制单元用于对所述激光接收单元收到的激光询问信号解码，若解码成功，判断发出激光询问信号的询问方为我方目标；反之，判断发出激光询问信号的询问方为敌方目标。

10.根据权利要求9所述的利用微波信号和光学信号进行目标识别的装置，其特征在于，还包括：

语音提示单元，其连接所述综合控制单元，用于语音输出所述综合控制单元判断敌我属性的结果。