CN113424013A - 抛射物制导系统 - Google Patents

Abstract

一种用于部署搭载在抛射物上的制导系统，包括激光搜索探测器、成像设备和控制模块。激光搜索探测器的设计目的是根据目标上的激光点来探测抛射物的位置。成像设备被设计为用于捕捉抛射物前方的一个或多个图像。控制模块被设计成在第一模式下根据从激光搜索探测器接收到的输入来控制抛射物的飞行方向，在第二模式下根据从成像设备接收到的输入来控制抛射物的飞行方向，以及当抛射物朝目标飞行时在第一模式与第二模式之间切换。这两种制导技术都被用来开发一种改进的制导技术，该技术可提供高度准确的目标定位，并允许以更快的射速来对付多个目标。

Description

抛射物制导系统

背景技术

抛射物的精确制导系统(例如精确制导弹药)用于各种应用，包括瞄准应用。通过从不正确的目标中高效地确定正确的目标，可以最大限度地降低附带或其它意外损害的风险。将抛射物精确地制导到与其它结构或载具紧密组合的正确目标(例如在群体攻击的情况下)是很困难的，因为附近有许多相似的目标。

附图说明

所要求保护的主题的实施例的特征和优点将随着以下详细描述的进行并参考附图而变得显而易见，其中：

图1示出了根据本发明的一些实施例的与多个目标交战的载具。

图2图示了根据本发明的实施例的与非目标非常接近的目标的示例。

图3示出了根据本发明的实施例的抛射物。

图4示出了根据本发明的实施例的抛射物的制导系统。

图5A-图5B示出了根据本发明的一些实施例的与多个目标交战的载具的各个阶段。

图6A和图6B示出了根据本发明的一些实施例的抛射物的制导系统的不同输出。

图7A和图7B示出了根据本发明的一些实施例的目标交战距离的数据图。

图8示出了根据本发明的实施例的制导抛射物的方法的流程图。

图9示出了根据本发明的实施例的发射一个或多个抛射物以与多个目标交战的方法的流程图。

虽然以下详细描述将参考说明性实施例进行，但是根据本发明，其许多替代、修改和变化将是显而易见的。

具体实施方式

公开了用于将抛射物制导至指定目标或多个目标的技术。这些技术在防御由多个相互靠近的攻击载具组成的群体攻击时特别有用。

将抛射物制导至特定目标的一种方法是使用激光瞄准系统，其中激光“锁定”到指定目标，抛射物跟踪激光并将自身制导至激光点，从而摧毁标记的目标。但是，该系统存在一些问题。首先，该系统要求激光点在抛射物的整个飞行持续时间内保持在目标上。对于快速移动的目标，这可能难以实现，并且在小船可能被上升和下降的波浪遮挡的海洋应用中也难以维持。其次，在单个目标被摧毁之前需要将激光保持在单个目标上会产生缓慢的射速，这在需要快速交战多个目标的群体攻击场景中可能不可行。其它制导技术使用图像处理系统捕捉火箭前方的图像(例如视频)，并使用复杂的算法来区分可能的目标以选择所需的目标。然后将抛射物制导至选定的目标。尽管这样的制导系统允许操作员在继续执行另一项任务之前基本上“发射并忘记”抛射物，但这些图像制导技术更容易出现错误的目标识别。

根据本发明的实施例，利用基于激光和基于图像的制导技术来开发改进的制导技术，该技术提供高度精确的瞄准并且允许以更快的射速来处理多个目标。在一个实施例中，一种用于部署搭载在抛射物上的制导系统包括激光搜索探测器、成像设备和控制模块。激光搜索探测器设计为根据目标上的激光点来探测抛射物的位置。成像设备设计为捕捉抛射物前方的一幅或多幅图像。控制模块设计为在第一模式下根据从激光搜索探测器接收到的输入来控制抛射物的飞行方向，在第二模式下根据从成像设备接收到的输入来控制抛射物的飞行方向，以及当抛射物朝目标飞行时在第一模式与第二模式之间切换。模式之间的切换可以动态方式发生，并且在一些这样的示例实施例中是基于抛射物与预定目标之间的距离。

总体概述

图1图示了友方载具102和一群敌方载具104之间的潜在交战场景。友方载具102可以是诸如直升机、无人机或战斗机之类的空中载具，仅举几个例子。敌方载具104可以是船、坦克或全地形载具，仅举几个例子。在下面的讨论中，为了简单起见，友方载具102是直升机而敌方载具104是船，但也考虑了其它场景，包括陆地资源，例如战车。

友方载具102可以包括激光源106，例如红色二极管激光器。当飞行员准备好与敌方载具104交战时，可以激活激光源106以形成瞄准在敌方载具104群中的特定敌方船110上的瞄准光束108。抛射物112从友方载具102向敌方载具104发射。在一些其它示例中，抛射物112从与友方载具102不同的位置发射。同样，激光源可以独立于友方载具并且位于与友方载具不同的位置。抛射物112可以是任何制导弹药，包括携带弹头有效载荷的机动设备，例如火箭。

抛射物112包括传感器以跟踪特定敌方舰或船110上的瞄准光束108的位置。瞄准光束108的位置用于沿着轨迹114制导抛射物112以拦截敌方船110。如果瞄准光束108丢失，或者如果瞄准光束108由于任何其它原因在敌方船110上失去其标记，则抛射物112可能失去跟踪敌方船110的能力并且可能丢失目标。从该示例中可以理解，友方载具102通常必须等到抛射物112击中其目标，然后才能将瞄准光束108瞄准到敌方载具104群的不同船上并发射另一个抛射物。在每一秒都很重要的情况下，攻击之间的这段时间可能会造成高昂的代价。

图2图示了包括敌方载具204和友方载具206两者的载具群202的另一个示例。例如，友方载具206可以是与载具群202内的其它敌方载具204非常接近(例如，小于100米)的民用船。尽管激光制导瞄准技术仍可用于从载具群202中精确定位特定敌方船，但其它基于图像的制导技术可能难以区分敌方载具204和友方载具206。使这个问题更加复杂的是友方载具206可能看起来与敌方载具204非常相似(相同的基本尺寸、热特征等)，即使在相对较短的距离外。在某些情况下，当抛射物能够确定它所跟踪的目标不是敌方载具时，改变抛射物的路线可能为时已晚。

这里的实施例描述了一种新的抛射物制导技术，该技术可以正确地区分友方载具和敌方载具，而不需要对目标进行连续激光跟踪。根据一个实施例，新的抛射物制导系统使用激光跟踪来最初“标记”特定目标，然后在抛射物飞行时将跟踪移交给基于图像的系统。然后，基于图像的系统将抛射物制导至先前用激光标记过的对象。基于图像的系统不需要执行复杂的图像处理算法来从敌方目标中确定友方目标。相反，根据一个实施例，基于图像的系统跟踪用激光照射的任何对象，然后在激光点被移除之后继续跟踪该对象。当抛射物与目标相距给定阈值距离时，可能会发生基于激光的制导系统与基于图像的制导系统之间的移交。在另一个示例中，基于激光的制导系统与基于图像的制导系统之间的移交是基于确定从基于图像的制导系统观察到的目标与基于激光的制导系统所指示的角度位置相同。

此处讨论的新抛射物制导技术与以前的制导系统相比具有许多优点。第一，在发射前无需为抛射物上的制导系统加电并下载数据到抛射物。相反，抛射物可以立即发射，并可以在飞行中注视在激光点上，然后移交给基于图像的制导系统，而无需从外部来源接收任何其它信息。第二，不需要对发射平台进行修改以促进发射前加电和向抛射物传输数据。第三，在抛射物飞行时将制导移交给基于图像的制导系统的能力，为飞行员提供了宝贵的额外时间，从而可以瞄准另一个敌人并发射另一枚抛射物，或者在抛射物保持在航线上以拦截其目标时采取规避行动或逃跑。

抛射物制导系统

图3示出了根据一个实施例的具有抛射物制导系统302的抛射物300。抛射物300可以是火箭，例如任何类型的空对地或空对空火箭。抛射物300包括具有成像探测器304和制导部件306的制导系统302。在一些实施例中，抛射物300还包括弹头308和发动机部分310。在一些其它实施例中，抛射物300不包括发动机部分310。例如，发动机部分310可能不用于那些被投下或发射且缺乏独立推进力的抛射物。抛射物300的各种部件的形状和尺寸仅用于说明目的而不被认为是限制性的。此外，部件沿抛射物300长度的顺序可以变化。

根据一个实施例，制导系统302包括用于对抛射物300进行基于激光的制导的激光探测器。在一个示例中，制导系统302可以通过采用全球定位系统(GPS)数据来增强可用的范围。在某些拒绝GPS的环境中，可能完全或部分缺乏GPS数据。激光探测器可以是成像探测器304或制导部件306的一部分。在一个示例中，制导系统302使用来自成像探测器304和激光探测器的一者或两者的输入来将抛射物制导至预定目标。制导可以由制导部件306内的制导控制器来执行，该制导控制器控制抛射物300的机翼上的机械襟翼和其它机械部件从而在抛射物300朝向目标行进时影响方位角和仰角。参考图4提供了关于制导系统302的部件的进一步细节。

弹头308可以包括任何类型的爆炸材料。在一些实施例中，弹头308包括常规化学品，例如火力或高爆材料。在一些实施例中，弹头308包括金属碎片或金属棒，它们通过爆炸以非常高的速度喷射以造成损坏或伤害。弹头308可位于沿抛射物300长度的任何点。

根据一个实施例，发动机部分310包括任何已知类型的内燃机以燃烧燃料并向前推进抛射物300。燃料可以储存在发动机部分310中或者可以在抛射物300的另一部分中具有单独的隔间。燃料可以是液体燃料或固体燃料。

图4示出了根据一个实施例的将在抛射物300上使用的制导系统302的更详细示意图。制导系统302包括处理器402、成像相机404、激光探测器406、制导控制器408和收发器410。在一些实施例中，由制导控制器408执行的操作由处理器402代替，并且不需要单独的制导控制器。此外，在各种实施例中，制导系统302可以不包括图4中所示的一个或多个部件，但是制导系统302可以包括用于联接到一个或多个部件的接口电路。例如，制导系统302可以不包括成像相机404，但是可以包括成像相机404可以联接到的接口电路(例如连接器和驱动器电路)。

处理器402可以被设计为控制制导系统302的各种其它部件的操作。处理器402可以代表一个或多个处理器。如本文所用，术语“处理器”可以指处理来自寄存器和/或存储器的电子数据从而将该电子数据转换成可以存储在寄存器和/或存储器中的其它电子数据的任何设备或设备的一部分。处理器402可以包括一个或多个数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、密码处理器(在硬件内执行密码算法的专用处理器)、服务器处理器或任何其它合适的处理设备。制导系统302可以包括存储器，其本身可以包括一个或多个存储设备，例如易失性存储器[例如动态随机存取存储器(DRAM)]、非易失性存储器[例如只读存储器(ROM)]、闪存、固态存储器和/或硬盘驱动器。在一些实施例中，存储器可以与处理器402集成在同一芯片上。

根据一个实施例，成像相机404被设计成捕捉抛射物周围的图像。成像相机404可以主要从抛射物300的前方捕捉图像。图像可以以任何速度捕捉并且可以包括以任何帧速率的捕捉视频。在一些实施例中，成像相机404是红外相机并且捕获热图像。处理器402可以使用热图像来识别和区分图像中的载具。成像相机404可以在长达15μm的波长下操作。

成像相机404可以包括任何数量的光电二极管或电荷耦合器件(CCD)以接收给定波长范围内的电磁辐射。对于红外相机，波长范围可以从大约700nm到大约15μm。处理器402可以分析接收到的辐射以确定特定对象相对于抛射物300的位置。

激光探测器406可以代表位于抛射物300的不同部分的一个或多个光学探测器。在一些示例中，光学探测器位于抛射物300的每个机翼处。激光探测器406包括必要的光学部件从而以高度准确度来跟踪和确定激光点在预定目标上的位置。在一些实施例中，激光探测器406能够跟踪最远5km外的激光点的位置。

制导控制器408可以代表一个或多个设计用于控制抛射物300的飞行路径的处理设备。在一些实施例中，制导控制器408从处理器402接收关于预期目标位置的输入。在一些实施例中，制导控制器408从位于抛射物300上的惯性导航系统(INS)接收输入。在一些实施例中，制导控制器408获得可用于识别位置和跟踪的飞行的某些部分的GPS数据。根据一些实施例，制导控制器408使用来自INS的输入和来自处理器402的预定目标的确定位置来影响抛射物300的方位角和/或仰角以确保抛射物300保持在航线以拦截预定目标。如上所述，制导控制器408的一个或多个操作也可以由处理器402执行。

根据一些实施例，制导控制器408可以在第一模式或第二模式中操作，在第一模式中抛射物300的制导基于仅从激光探测器406接收的输入中，在第二模式中抛射物300的制导基于仅从成像相机404接收的输入。在抛射物300发射之后，制导控制器408可以直接在第一模式下工作，直到抛射物300飞行期间的稍后时间点，此时制导控制器408切换到在第二模式下工作。在一些示例中，当抛射物300与预期目标相距给定距离时，制导控制器408从第一模式切换到第二模式。给定距离可以在大约1.5km和大约2.5km之间。在一个特定示例中，给定距离大约为2km。根据一些实施例，如果抛射物300在距离预定目标的阈值距离内发射，则制导控制器408只需要在第一模式下运行足够长的时间以使处理器402确定激光点的位置，然后就可以切换到以第二模式操作。例如，如果抛射物300在到预定目标的阈值距离内发射，处理器402可能只需要大约500ms来识别激光标记的目标，在此之后制导控制器408可以切换到以第二模式操作。在另一个示例中，当制导控制器408确定在来自成像相机404的图像中观察到的目标与激光探测器406指示的角度位置相同时，制导控制器408从第一模式切换到第二模式。

在一些实施例中，在制导控制器408的操作的第一模式期间，成像相机404继续捕捉图像并跟踪激光标记对象的位置。以此方式，当制导控制器408切换到以第二模式操作时，成像相机404已经在具有激光点的对象上瞄准并且即使在激光点已经被移除之后也可以继续跟踪对象。

收发器410可以设计为管理在抛射物300处接收或从抛射物300发射的任何无线通信。术语“无线”及其派生词可用于描述电路、设备、系统、方法、技术、通信信道等，其可以通过非固体介质使用调制电磁辐射来传递数据。收发器410可以实施多种无线标准或协议中的任一种，包括但不限于电气和电子工程师协会(IEEE)标准[包括IEEE 802.16标准(例如IEEE 802.16-2005修正案)]、LTE项目以及任何修正、更新和/或修订[例如高级LTE项目、超移动宽带(UMB)项目(也称为“3GPP2”)等]。收发器410可以根据全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线电服务(GPRS)、通用移动电信系统(UMTS)、高速分组接入(HSPA)、演进的HSPA(E-HSPA)操作、或LTE网络。收发器410可以根据用于GSM演进的增强数据(EDGE)、GSM EDGE无线电接入网络(GERAN)、通用陆地无线电接入网络(UTRAN)、或演进的UTRAN(E-UTRAN)来操作。收发器410可根据码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、数字增强型无绳电信(DECT)、优化的演进数据(EV-DO)及其派生类以及任何其它指定为3G、4G、5G及更高版本的无线协议。收发器410可以包括一个或多个天线以促进无线通信。

根据一些实施例，收发器410可以发送指示制导系统已经从第一模式切换到第二模式的信号(例如制导不再需要激光点来跟踪目标)。信号可以被发送回发射抛射物300的载具，或范围内的任何其它操作员。该信号可用于警告操作员该抛射物不再需要激光跟踪，从而允许将激光瞄准别处，或采取任何其它行动。

操作示例

根据一些实施例，图5A-5D图示了友方载具102与包括敌方载具(实心矩形)和友方载具(空心矩形)的载具群502之间的示例遭遇战，同时使用改进的抛射物制导系统与敌方载具交战。在图5A所示的遭遇战的初始阶段，当第一抛射物504-1朝第一敌方目标506发射时，友方载具102可能距离载具群502大约5km。激光束508从友方载具102瞄准，使得激光点位于第一敌方目标506上。在一些实施例中，激光束508源自友方载具102之外的位置。在一些实施例中，第一抛射物504-1从友方载具102之外的位置发射。第一抛射物504-1可以类似于根据这里讨论的一些实施例的具有先进制导系统的抛射物300。激光束508可以在发射第一抛射物504-1之前或发射第一抛射物504-1之后不久瞄准第一敌方目标506。

发射后，搭载在第一抛射物504-1上的制导系统跟踪激光点并沿轨迹510制导第一抛射物504-1以拦截第一敌方目标506。在第一模式下操作时，制导系统仅基于来自激光探测器的输入而制导第一抛射物504-1，但是搭载在第一抛射物504-1上的成像相机也通过在其捕获的图像中跟踪包括激光点的对象来跟踪第一敌方目标506的位置。

图5B说明了在图5A中说明的情况之后的某个时间的交战场景。此处，第一抛射物504-1已达到距第一敌方目标506的阈值距离d。阈值距离可根据情况而变化并且可被预编程到第一抛射物504-1中。一个示例中的阈值距离约为2km。

在达到阈值距离d时，搭载在第一抛射物504-1上的制导系统从第一模式(基于激光的制导)切换到第二模式(基于图像的制导)。来自成像相机的捕获图像用于在第二模式中跟踪第一敌方目标506的位置。

根据一些实施例，在切换到第二模式时，第一抛射物504-1将信号发送回友方载具102，指示第一敌方目标506不再需要基于激光的瞄准。在接收到信号后，友方载具102的操作员可以手动地将激光束508从瞄准第一敌方目标506移除。在另一个示例中，在接收到信号后，友方载具102可以自动地将激光束508从瞄准第一敌方目标506移除。在一些其它实施例中，友方载具102跟踪或基于某些已知变量估计第一抛射物504-1的位置及其距第一敌方目标506的距离。这样，友方载具102可以探测第一抛射物504-1何时达到距敌方目标506的阈值距离d并且可以提醒操作员将激光束508从瞄准第一敌方目标506移除，或者可以自动将激光束508从瞄准第一敌方目标506移除。

图5C说明了在图5B所示情况之后的某个时间的交战场景。这里，第一抛射物504-1在没有激光点帮助的情况下使用图像制导而被制导向第一敌方目标506。这允许激光束508朝向第二敌方目标512并且第二抛射物504-2沿着第二轨迹509向第二敌方目标512发射。第二抛射物504-2可以类似于根据这里讨论的一些实施例的具有先进制导系统的抛射物300。激光束508可以在发射第二抛射物504-2之前或在发射第二抛射物504-2之后不久瞄准第二敌方目标512。

根据一个实施例，在第一抛射物504-1已经到达其敌方目标之前，第二抛射物504-2被发射并被制导至另一个敌方目标。可以以这种方式发射任意数量的抛射物，并且任意数量的抛射物可以同时飞向它们的预定目标。

图5D说明了在图5C中说明的情况之后的某个时间的交战场景。第一抛射物504-1已经击中了第一敌方目标506，而第二抛射物504-2继续沿着它的轨迹朝向第二敌方目标512。取决于友方载具102与载具群502之间的距离，以及抛射物的飞行速度，在第一抛射物504-1击中第一敌方目标506时，第二抛射物504-2可能已经达到其阈值距离。

根据一些实施例，图6A和图6B说明了在制导系统从基于激光的制导切换到基于图像的制导时或接近此时，来自搭载在抛射物上的激光制导系统(图6A)和成像相机(图6B)的示例输出。如图6A所示，跟踪激光点602以确定相对于激光点602的方位角和仰角。在第一操作模式(即基于激光的制导)中将抛射物制导向激光点602。

图6B示出了在抛射物切换到制导操作的第二模式(即基于图像的制导)时或接近此时，来自成像相机的示例图像输出。示例图像包括敌方目标604和非目标对象606。敌方目标604位于与激光点602基本相同的方位角和仰角。因此，由于制导系统曾经在跟踪激光点602，它现在可以从接收到的图像锁定到敌方目标604，因为敌方目标604将是位于之前被激光点602占据的相同位置的唯一对象。因此，根据一个实施例，即使在激光点602被移除之后，制导系统也可以继续跟踪敌方目标604作为抛射物轨迹的剩余部分。此外，由于使用激光点602对敌方目标604的初始的基于激光的制导，即使在非目标对象606看起来基本相似(例如都是小船)时，也可以成功地区分敌方目标604。

图7A和图7B说明了在Y方向上间隔开并在X方向上以相同速度移动的多个敌人的交战距离的模拟结果。图7A表示仅使用基于激光的抛射物制导至敌方目标的模拟。图7B表示使用根据这里讨论的一些实施例的改进的制导系统的模拟。应当理解，为了比较，这些模拟代表一种特定的交战场景，并且其它场景将根据多种因素而变化。

如图7A所示，当8个目标沿X方向移动时，发射八个抛射物以拦截它们。当友方载具沿着轨迹702移动时，八个抛射物从友方载具一个接一个地发射。由于友方载具必须等到抛射物击中目标后才能发射下一个抛射物，因此在友方载具移动到太近(例如在敌人的射程内)之前，只有八个目标被摧毁。

相比之下，图7B说明了如何发射15个抛射物以拦截沿X方向移动的15个目标。当载具沿着轨迹704移动时，使用这里讨论的高级制导系统从友方载具一个接一个地发射八个抛射物。由于友方载具在发射下一个抛射物之前不需要等待抛射物击中目标，提高了射速，在友方载具移动到太近(例如在敌人的射程内)之前，可以摧毁更多目标。

方法

图8是示出根据本发明的某些实施例的用于将抛射物制导至目标的示例方法800的流程图。可以看出，示例方法包括多个阶段和子过程，其顺序可以从一个实施例到另一个实施例不同。然而，当综合考虑时，这些阶段和子过程形成了用于根据本文公开的某些实施例而制导抛射物的过程。例如，可以使用如上所述的图4中所示的制导系统来实施这些实施例。然而，在其它实施例中可以使用其它系统架构，根据本发明内容将是显而易见的。为此，图8中所示的各种功能与其它图中所示的特定部件的相关性并不旨在暗示任何结构和/或使用限制。相反，其它实施例可以包括例如不同程度的集成，其中多个功能由一个系统有效地执行。例如，在替代实施例中，具有解耦子模块的单个模块可用于执行方法800的所有功能。因此，取决于实现的粒度，其它实施例可具有更少或更多模块和/或子模块.在其它实施例中，所描绘的方法可以被实现为包括一个或多个非暂时性机器可读介质的计算机程序产品，当由一个或多个处理器执行时，该计算机程序产品导致该方法被执行。根据本发明，许多变化和替代配置将是显而易见的。

方法800可以开始于操作802，其中抛射物上的激光探测系统从标记的目标接收激光点的位置。激光探测系统可以包括多个位于抛射物周围的探测器，以准确地确定激光点的位置。

方法800继续进行操作804，其中抛射物被制导到激光标记的目标。根据实施例，使用制导系统制导抛射物，该制导系统在飞行中操纵抛射物以将抛射物带到激光标记的目标。操纵抛射物可能涉及影响抛射物的方位角和仰角中的一个或多个。

方法800继续到决策框806，在此确定抛射物与目标之间的距离。如果目标在距抛射物的阈值距离内，则方法800继续进行操作808。如果目标尚未处于距抛射物的阈值距离内，则方法800循环回到操作804并继续制导抛射物朝着激光标记的目标。阈值距离可以是大约2km，尽管这个距离可以根据各种因素而改变，例如敌方目标的类型和速度或抛射物的速度，仅举几个例子。抛射物上的制导系统可以使用多种已知参数计算抛射物与标记目标之间的当前距离，例如抛射物的当前速度、抛射物的发射位置和标记目标的初始位置。抛射物和标记目标之间的计算距离可以是估计值，因为确定精确距离对于执行制导技术之间的切换不是必需的。

如果从决策框806确定“是”，则方法800进行到操作808，其中使用来自成像相机的捕获图像将抛射物制导至目标。捕获的图像可以来自从抛射物正面拍摄图像的相机。图像可以是从红外相机拍摄的红外图像。与一些传统的成像制导技术不同，不需要从捕获的图像中进行复杂的图像识别分析。相反，具有激光点的对象(即预期目标)被跟踪，并且即使在激光点已被移除之后，该对象仍继续被跟踪。因此，根据实施例，制导系统进行的唯一图像识别是确定图像中的哪个对象具有激光点，然后在后续图像中跟踪该对象的位置。

在一些实施例中，方法800从操作808进行到操作810，其中发送指示制导方法已经改变的信号。根据实施例，制导方法从基于激光的制导改变为基于图像的制导。可以使用之前参考收发器410讨论的任何协议来无线传输信号。信号可以由最初发射抛射物的载具的操作员或参与发射抛射物的任何其它操作员接收。在一些实施例中，不传输特定信号，但是可以基于来自抛射物的制导系统或来自抛射物的跟踪或估计位置的任何输出来探测从基于激光的制导到基于图像的制导的改变。

图9是图示根据本发明的某些实施例的示例方法900的流程图，该示例方法900可以由向敌方目标发射一个或多个抛射物的载具或由载具的操作者执行。可以看出，示例方法包括多个阶段和子过程，其顺序可以从一个实施例到另一个实施例不同。然而，当综合考虑时，这些阶段和子过程根据本文公开的某些实施例而形成用于与敌方目标交战的过程。图9中所示的各种功能与其它图中所示的特定部件的相关性无意暗示任何结构和/或使用限制。相反，其它实施例可以包括例如不同程度的集成，其中多个功能由一个系统有效地执行。例如，在替代实施例中，具有解耦子模块的单个模块可用于执行方法900的所有功能。因此，取决于实现的粒度，其它实施例可具有更少或更多模块和/或子模块。在其它实施例中，所描绘的方法可以被实现为包括一个或多个非暂时性机器可读介质的计算机程序产品，当由一个或多个处理器执行时，该计算机程序产品导致该方法被执行。根据本发明，许多变化和替代配置将是显而易见的。

方法900可以从操作902开始，其中用激光标记目标。激光可由存在于具有一个或多个抛射物以朝目标发射的同一载具上的激光二极管源产生(例如在直升机上)。在一些其它实施例中，激光是从与发射一个或多个抛射物的位置不同的位置处的激光二极管产生的。根据一个实施例，一旦用激光标记目标，激光就保持固定在目标上，直到接收到指示可以移除激光的信号为止。

方法900继续操作904，向目标发射一个或多个抛射物。一个或多个抛射物可以是具有机动部分的导弹或没有机动部分的火箭。

在一些实施例中，方法900继续操作906，其中从抛射物接收到指示抛射物的制导方法已经改变的信号。根据一个实施例，该信号指示抛射物的制导方法从基于激光的制导方法改变为基于图像的制导方法。可以使用之前参考收发器410讨论的任何协议来无线接收信号。可以使用来自制导系统的任何输出来确定制导方法是否已经从基于激光的制导方法改变为基于图像的制导方法。在一些其它实施例中，操作员基于抛射物的跟踪或估计位置接收制导方法已经改变的指示符，这不需要从抛射物接收特定信号。

方法900继续操作908，其中从目标移除激光。操作员可在接收到来自操作906的信号后手动从目标移除激光。在另一示例中，操作员可接收一些音频或视觉指示符，例如音调或光，以指示抛射物的制导方法已改变了。在一些示例中，操作员可以在接收到不再需要激光来制导抛射物朝向第一目标的指示之后将激光瞄准到另一个目标上。也可以向新目标发射另一个抛射物。在一些其它示例中，操作员可以在从目标移除激光之后采取规避动作或撤退。在一些实施例中，在确定制导方法已经改变时自动移除激光。

此处讨论的一些实施例可以例如使用机器可读介质或物品来实现，该机器可读介质或物品可以存储指令或指令集，如果由机器执行，则可以使机器执行方法和/或操作根据实施例。这样的机器可以包括例如任何合适的处理平台、计算平台、计算设备、处理设备、计算系统、处理系统、计算机、进程等，并且可以使用硬件和/或软件。机器可读介质或物品可以包括例如任何合适类型的存储器单元、存储器设备、存储器制品、存储器介质、存储设备、存储制品、存储介质和/或存储单元，例如存储器、可移动或不可移动媒体、可擦除或不可擦除媒体、可写或可重写媒体、数字或模拟媒体、硬盘、软盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、光盘可记录(CD-R)存储器、光盘可重写(CR-RW)存储器、光盘、磁介质、磁光介质、可移动存储卡或磁盘、各种类型的数字通用磁盘(DVD)、磁带、盒式磁带等。指令可以包括任何合适类型的代码，例如源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码、加密代码等，使用任何合适的高级、低级、面向对象、可视化、编译和/或解释型编程语言。

除非另有特别说明，可以理解，诸如“处理”、“编译”、“计算”、“确定”等术语是指计算机或计算系统或类似电子设备的动作和/或过程，其操控和/或将表示为计算机系统的寄存器和/或存储单元内的物理量(例如电子)的数据转换为由类似地表示为计算机系统的寄存器、存储单元或其它信息存储传输或显示的物理量所表示的其它数据。实施例不限于此上下文。

这里已经阐述了许多具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践实施例。在其它情况下，没有详细描述众所周知的操作、部件和电路，以免混淆实施例。可以理解的是，这里公开的具体结构和功能细节可以是代表性的，并不一定限制实施例的范围。此外，虽然已经以结构特征和/或方法动作特定的语言描述了该主题，但应当理解，所附权利要求中定义的主题不一定限于本文描述的特定特征或动作。相反，这里描述的特定特征和动作被公开为实施权利要求的示例形式。

进一步的示例实施例

以下示例涉及进一步的实施例，从中可以看出许多排列和配置。

示例1是用于部署搭载在抛射物上的制导系统。制导系统包括激光搜索探测器、成像设备和控制模块。激光搜索探测器被设计成参考目标上的激光点来探测抛射物的位置。成像设备被设计成配置成捕捉抛射物前方的一个或多个图像。控制模块被设计成在第一模式下根据从激光搜索探测器接收到的输入来控制抛射物的飞行方向，在第二模式下根据从成像设备接收到的输入来控制抛射物的飞行方向，以及当抛射物朝目标飞行时在第一模式与第二模式之间切换。

示例2包括示例1的主题，其中由成像设备捕获的一个或多个图像包括目标。

示例3包括示例2的主题，其中控制模块配置为在第一模式中控制抛射物朝向激光点的飞行方向，并且控制模块配置为在第二模式中控制抛射物朝向一个或多个图像中的目标的飞行方向。

示例4包括示例1-3中任一项的主题，其中成像设备包括红外相机。

示例5包括示例1-4中任一项的主题，其中抛射物的飞行方向包括抛射物的方位角和仰角中的一个或多个。

示例6包括示例1-5中任一项的主题，其中控制模块配置为在抛射物朝向目标飞行时在第一模式到第二模式之间转换。

示例7包括示例1-6中任一项的主题，其中控制模块配置为当抛射物距离目标给定距离时从第一模式切换到第二模式。

示例8包括示例1-6中任一项的主题，其中控制模块配置为，响应于如激光搜索探测器探测到的位置所指示的确定在一个或多个图像中观察到的目标具有相同角度位置，而从第一模式切换到第二模式。

示例9包括示例1-8中任一项的主题，其中控制模块还配置为当从第一模式切换到第二模式时向操作员发送信号。

示例10包括示例1-9中任一项的主题，其中抛射物是导弹。

示例11包括示例1-9中任一项的主题，其中抛射物是火箭。

示例12是一种具有制导系统的抛射物，该制导系统包括激光搜索探测器、成像设备和控制模块。激光搜索探测器被设计成参考目标上的激光点来探测抛射物的位置。成像设备被设计成配置成捕捉抛射物前方的一个或多个图像。控制模块被设计成在第一模式下根据从激光搜索探测器接收到的输入来控制抛射物的飞行方向，在第二模式下根据从成像设备接收到的输入来控制抛射物的飞行方向，以及当抛射物朝目标飞行时在第一模式与第二模式之间切换。

示例13包括示例12的主题，其中由成像设备捕获的一个或多个图像包括目标。

示例14包括示例13的主题，其中控制模块配置为在第一模式中控制抛射物朝向激光点的飞行方向，并且控制模块配置为在第二模式中控制抛射物朝向一个或多个图像中的目标的飞行方向。

示例15包括示例12-14中任一项的主题，还包括弹头。

示例16包括示例12-15中任一项的主题，其中抛射物的飞行方向包括抛射物的方位角和仰角中的一个或多个。

示例17包括示例12-16中任一项的主题，其中控制模块配置为在抛射物朝着目标飞行时在第一模式与第二模式之间切换。

示例18包括示例12-17中任一项的主题，其中控制模块配置为响应于确定抛射物距离目标给定距离而从第一模式切换到第二模式。

示例19包括示例12-17中任一项的主题，其中控制模块配置为，响应于如激光搜索探测器探测到的位置所指示的确定在一个或多个图像中观察到的目标具有相同角度位置，而从第一模式切换到第二模式。

示例20包括示例12-19中任一项的主题，其中控制模块还配置为当从第一模式切换到第二模式时向操作员发送信号。

示例21包括示例12-20中任一项的主题，其中抛射物是导弹。

示例22包括示例12-20中任一项的主题，其中抛射物是火箭。

示例23是一种将抛射物制导至目标的方法。该方法包括：接收目标上的激光点的位置；将抛射物制导至激光点；接收抛射物前方的一个或多个第一图像，该一个或多个第一图像包括目标和目标上的激光点；并且响应于确定抛射物与目标之间的距离小于给定阈值，基于一个或多个第二接收图像而制导抛射物朝向目标，其中一个或多个第二图像不包括激光点。

示例24包括示例23的主题，其中接收一个或多个图像包括从红外相机接收一个或多个图像。

示例25包括示例23或24的主题，其中制导抛射物包括调整抛射物的方位角和仰角中的至少一个。

示例26包括示例23-25中任一项的主题，还包括响应于确定抛射物与目标之间的距离小于给定阈值而向操作员发送信号。

示例27包括示例23-26中任一项的主题，其中抛射物是导弹。

示例28包括示例23-26中任一项的主题，其中抛射物是火箭。

Claims (20)

1.一种用于部署搭载在抛射物上的制导系统，该制导系统包括：

激光搜索探测器，其配置为参考目标上的激光点来探测抛射物的位置；

成像设备，其用于捕捉该抛射物前方的一个或多个图像；和

控制模块，其配置为

在第一模式下，根据从该激光搜索探测器接收到的输入来控制该抛射物的飞行方向，

在第二模式下基于从该成像设备接收到的输入来控制该抛射物的飞行方向，以及

当该抛射物朝该目标飞行时，在该第一模式与该第二模式之间切换。

2.根据权利要求1所述的制导系统，其中，由该成像设备捕获的该一个或多个图像包括该目标。

3.根据权利要求2所述的制导系统，其中，该控制模块配置为在该第一模式下控制该抛射物朝向激光点的飞行方向，并且该控制模块配置为在该第二模式下控制该抛射物朝向该一个或多个图像中的该目标的飞行方向。

4.根据权利要求1所述的制导系统，其中，该成像设备包括红外相机。

5.根据权利要求1所述的制导系统，其中，该抛射物的飞行方向包括该抛射物的方位角和仰角中的一个或多个。

6.根据权利要求1所述的制导系统，其中，该控制模块配置为在该抛射物朝向该目标飞行时，在该第一模式到该第二模式之间转换。

7.根据权利要求1所述的制导系统，其中，该控制模块配置为，当该抛射物距离该目标给定距离时，从该第一模式切换到该第二模式。

8.根据权利要求1所述的制导系统，其中，该控制模块还配置为，当从该第一模式切换到该第二模式时，向操作员发送信号。

9.一种抛射物，包括：

制导系统，其包括

激光搜索探测器，其配置为参考目标上的激光点来探测该抛射物的位置，

成像设备，其配置为捕捉该抛射物前方的一个或多个图像，和

控制模块，其配置为

在第一模式下，基于从该激光搜索探测器接收到的输入来控制该抛射物的飞行方向，

在第二模式下，基于从该成像设备接收到的输入来控制该抛射物的飞行方向，以及

当抛射物朝该目标飞行时，在第一模式与第二模式之间切换。

10.根据权利要求9所述的抛射物，其中，由该成像设备捕捉的该一个或多个图像包括该目标。

11.根据权利要求10所述的抛射物，其中，该控制模块用于在该第一模式中控制该抛射物朝向该激光点的飞行方向，并且该控制模块用于在该第二模式中控制该抛射物朝向该一张或多张图像中的目标的飞行方向。

12.根据权利要求9所述的抛射物，还包括弹头。

13.根据权利要求9所述的抛射物，其中，该抛射物的飞行方向包括该抛射物的方位角和仰角中的一个或多个。

14.根据权利要求9所述的抛射物，其中，该控制模块配置为，在抛射物朝向目标飞行时在第一模式和第二模式之间切换。

15.根据权利要求9所述的抛射物，其中，该控制模块配置为，当该抛射物距离该目标给定距离时，从该第一模式切换到该第二模式。

16.根据权利要求9所述的抛射物，其中，该控制模块还配置为，当从该第一模式切换到该第二模式时，向操作员发送信号。

17.一种将抛射物制导至目标的方法，该方法包括：

接收该目标上的激光点的位置；

将该抛射物制导至该激光点；

接收该抛射物前方的一个或多个第一图像，该一个或多个第一图像包括该目标和该目标上的激光点；并且

响应于确定该抛射物与该目标之间的距离小于给定阈值，基于一个或多个第二接收图像而制导该抛射物朝向该目标，其中该一个或多个第二接收图像不包括该激光点。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，接收一个或多个第一图像包括从红外相机接收一个或多个第一图像。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，制导该抛射物包括调整该抛射物的方位角和仰角中的至少一个。

20.根据权利要求17所述的方法，还包括，响应于确定该抛射物与该目标之间的距离小于给定阈值，而向操作员发送信号。

Images