CN114353596A - 一种反无人机多光谱探测跟踪装备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反无人机多光谱探测跟踪装备，属于多光谱探测跟踪技术领域。包括：定位雷达以及依次设置在定位雷达上的粗跟踪闭环控制模块、精跟踪闭环控制模块、激光发射模块和发射望远镜；定位雷达定位目标后对目标进行粗跟踪闭环控制模块，实现对目标的实时稳定跟踪，在粗跟踪探测成像的基础上进一步通过精跟踪闭环控制模块，消除目标和发射望远镜之间因环境的影响存在的瞄准偏差，在稳定跟踪的基础上提高了成像光轴的稳定度及跟踪精度，实现了对目标的二次稳定高精度跟踪。同时，在粗跟踪过程中，通过短波、中波、近红外和可见光波段对目标探测识别，在精跟踪过程中，通过可见光和近红外波光进行更精准的视场调控，识别精度及跟踪精度高。

Description

一种反无人机多光谱探测跟踪装备

技术领域

本发明属于多光谱探测跟踪技术领域，更具体地，涉及一种反无人机多光谱探测跟踪装备。

背景技术

反无人机探测跟踪装备是定向能激光武器的重要模块，其作用是针对复杂环境下对目标进行探测识别和稳定跟踪，同时在稳定跟踪的基础上，通过发射光路将激光传输到发射望远筒，通过次镜调焦将激光聚焦在不同距离的目标上。

现有的反无人机探测跟踪技术存在如下缺点：

跟踪精度不够，现有的装备大多通过雷达定位目标后直接采用光学相机对目标进行光学成像跟踪，这样的跟踪精度使引导武器进行目标打击时仍显不足。探测波段不够，导致目标提取不稳定，跟踪探测率不高；定向能激光武器随着天气的变化，对目标的探测识别率不高，尤其针对大雾天气、全天候工作、云层遮挡、复杂的目标特性、天空背景照度强等问题；同时，现有的装备不能够实现多光谱探测设备一体化集成，导致系统结构空间较大。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种反无人机多光谱探测跟踪装备，其目的在于提高目标的跟踪精度，提升探测识别率，实现对目标的稳定跟踪。

为实现上述目的，本发明提供了一种反无人机多光谱探测跟踪装备，包括：定位雷达、光电跟踪转台、粗跟踪闭环控制模块、精跟踪闭环控制模块、激光发射模块和发射望远镜；

所述定位雷达设置在所述光电跟踪转台上，所述光电跟踪转台包括水平轴系和俯仰轴系，所述俯仰轴系设置在所述水平轴系的上方，在所述俯仰轴系两侧设有第一轴臂和第二轴臂，所述发射望远镜设置在所述第一轴臂上，所述粗跟踪闭环控制模块设置在所述第二轴臂上，所述精跟踪闭环控制模块和激光发射模块设置在所述水平轴系的内部；

定位雷达，用于定位目标；

激光发射模块，用于朝向目标发射激光；

发射望远镜，用于将激光聚焦放大后发射到目标上；

粗跟踪闭环控制模块，用于采用相机对目标实时成像，根据成像结果计算目标的脱靶量信息，将目标脱靶量信息作为反馈偏差指令调整光电跟踪转台的水平轴系和俯仰轴系旋转，从而实时调整雷达、相机和发射望远镜的方位，以此实现对目标的粗跟踪探测成像；

精跟踪闭环控制模块，用于采用光路成像单元对目标实时成像，计算目标的位置偏差，将位置偏差作为反馈偏差实时调整发射激光射向发射望远镜的入射角，以此实现对目标的精跟踪探测成像。

进一步地，所述激光发射模块包括激光发射器及激光发射光路单元；

所述激光发射光路单元，沿光路方向依次包括：第四分光镜、第一分光镜、第一中继动镜、第二中继动镜、第二分光镜及快反镜；

所述激光发射器发射的激光经所述第四分光镜透射后，经过所述第一分光镜反射至所述第一中继动镜和第二中继动镜中继，中继之后的激光经过所述第二分光镜反射至所述快反镜，经过角度偏转控制后反射至发射望远镜。

进一步地，所述精跟踪闭环控制模块包括精跟踪成像相机和精跟踪光路成像单元，所述精跟踪光路成像单元与所述激光发射光路单元共库德光路且光路互逆。

进一步地，所述精跟踪成像相机为长焦定焦可见光和近红外相机。

进一步地，还包括主动照明成像模块，所述主动照明成像模块包括照明激光器和照明光路成像单元，所述照明激光器设置在所述光电跟踪转台的第一轴臂上，所述照明光路成像单元与所述激光发射光路单元共库德光路。

进一步地，所述照明光路成像单元沿光路方向依次包括：第四分光镜、第一分光镜、第一中继动镜、第二中继动镜、第二分光镜及第三分光镜；

所述照明激光器发射的照明激光经过所述第四分光镜反射后，经过所述第一分光镜反射至所述第一中继动镜和第二中继动镜中继，中继后的照明激光经过所述第二分光镜透射至所述第三分光镜，经过所述第三分光镜反射后将照明激光反射至目标上。

进一步地，所述定位雷达为跟踪雷达和搜索雷达；

所述跟踪雷达设置在所述光电跟踪转台第一轴臂的上方，所述搜索雷达设置在所述光电跟踪转台的顶部。

进一步地，还包括设置在所述光电跟踪转台第二轴臂上的激光测距机，所述发射望远镜包括离轴发射主镜和离轴发射次镜，所述激光测距机实时测量目标与发射望远镜之间的距离信息，所述发射望远镜基于所述距离信息调节离轴发射次镜与离轴发射主镜的距离，对目标进行成像调焦和发射调焦。

进一步地，所述粗跟踪闭环控制模块中的相机包括设置在所述光电跟踪转台第二轴臂上的短波光学相机、中波光学相机及可见光和近红外光学相机。

进一步地，所述短波光学相机为双视场变倍相机，所述中波光学相机为双视场变倍相机，所述可见光和近红外光学相机为连线变焦成像相机。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：

(1)本发明的反无人机多光谱探测跟踪装备，定位雷达定位目标后通过对目标进行粗跟踪闭环控制，实现对目标的实时稳定跟踪，在粗跟踪闭环控制的基础上进一步精跟踪闭环控制，消除目标和发射望远镜之间因环境的影响存在的瞄准偏差，在稳定跟踪的基础上提高了成像光轴的稳定度及跟踪精度，实现了对目标的二次稳定高精度跟踪。

(2)作为优选，在粗跟踪闭环控制过程中，通过短波、中波、近红外和可见光波段等多波段对目标进行变焦大视场探测识别，在精跟踪探测成像过程中，通过可见光和近红外波光学定焦对目标进行更精准的视场调控，实现了对目标的全面精准探测识别。

(3)作为优选，本发明还设计了近红外主动照明成像模块，用于针对光线不够时对目标进行照明辅助成像，实现对目标全天候的跟踪成像识别。

(4)作为优选，本发明通过启动搜索雷达，探测目标的初步空间位置信息，控制跟踪雷达旋转朝向该初步空间位置，进一步定位目标的精确空间位置信息，通过搜索雷达和跟踪雷达相互配合，实现更精准的目标定位。同时，搜索雷达和跟踪雷达对目标进行厘米波段、毫米波段的探测识别，与短波、中波、近红外和可见光波段结合，实现多波段的全面探测识别。

(5)本发明中的激光发射光路单元、精跟踪光路成像单元及照明光路成像单元采用共库德光路设计，成像光路中的光学元器件少，集成度高，且成像精度高。

总而言之，本发明的反无人机多光谱探测跟踪装备，能够同时实现多波段同时探测识别、全方位跟踪识别及辅助照明跟踪识别等多功能，且集多种功能模块于一体，满足多光谱探测成像装备的一体化集成，成本低，能够提高低空防御的能力。

附图说明

图1为本发明实施例提供的反无人机多光谱探测跟踪装备结构示意图。

图2为激光发射模块、主动照明成像模块及精跟踪闭环控制模块的共库德光路示意图。

图3为本发明实施例提供的反无人机多光谱探测跟踪装备工作过程示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或者结构，其中：

1-水平轴系，2-离轴发射主镜，3-离轴发射次镜，4-照明激光器，5-跟踪雷达，6-搜索雷达，7-激光测距机，8-短波光学相机，9-中波光学相机，10-可见光和近红外光学相机，11-俯仰轴系，12-第一分光镜，13-第一中继动镜，14-第二中继动镜，15-第二分光镜，16-快反镜，19-第三分光镜，20-第四分光镜，21-导引光光源。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明中，本发明及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

如图1所示，为本发明提供的一种反无人机多光谱探测跟踪装备，包括定位雷达、光电跟踪转台、粗跟踪闭环控制模块、精跟踪闭环控制模块、激光发射模块和发射望远镜；

定位雷达设置在光电跟踪转台上，光电跟踪转台包括水平轴系1和俯仰轴系11，俯仰轴系设置在水平轴系的上方，在俯仰轴系两侧设有第一轴臂和第二轴臂，发射望远镜设置在第一轴臂上，粗跟踪闭环控制模块设置在第二轴臂上，精跟踪闭环控制模块和激光发射模块设置在水平轴系的内部；

定位雷达，用于定位目标；

激光发射模块，用于朝向目标发射激光；

发射望远镜，用于将激光聚焦放大后发射到目标上；

粗跟踪闭环控制模块，用于采用相机对目标实时成像，根据成像结果计算目标的脱靶量信息，将目标脱靶量信息作为反馈偏差指令调整光电跟踪转台的水平轴系和俯仰轴系旋转朝向至目标，实时调整雷达、相机和发射望远镜的方位，以此实现对目标的粗跟踪探测成像。其中，脱靶量信息为相机输出的目标质心相对相机靶面(相机中心的像面)中心的均方根误差。

精跟踪闭环控制模块采用光路成像单元对目标实时成像，计算目标的位置偏差，将位置偏差作为反馈偏差实时调整发射激光射向发射望远镜的入射角，以此实现对目标的精跟踪探测成像。

其中，粗跟踪闭环控制模块中的相机为设置在光电跟踪转台第二轴臂任意位置的短波光学相机8、中波光学相机9及可见光和近红外光学相机10。发射望远镜包括离轴发射主镜2和离轴发射次镜3。

激光发射模块包括激光发射器及激光发射光路单元。

精跟踪闭环控制模块包括精跟踪成像相机和精跟踪光路成像单元，精跟踪光路成像单元与激光发射光路单元共库德光路且光路互逆。

定位雷达为跟踪雷达5和搜索雷达6；跟踪雷达5设置在光电跟踪转台第一轴臂的上方，搜索雷达6设置在光电跟踪转台的顶部；离轴发射主镜2、离轴发射次镜3依次设置在光电跟踪转台第一轴臂上，精跟踪成像相机和激光发射器设置在水平轴系的内部。

在第二轴臂上设置有激光测距机7，激光测距机实时测量目标与发射望远镜之间的距离信息，发射望远镜基于距离信息调节离轴发射次镜与离轴发射主镜的距离，对目标进行成像调焦和发射调焦。

激光发射光路单元、精跟踪光路成像单元及照明光路成像单元采用共库德光路设计，光路设计在光电跟踪转台的内部。

搜索雷达用于探测目标的初步空间位置信息；光电跟踪转台解算出其距离目标的水平和俯仰角度，控制这两个角度调整其水平轴系和俯仰轴系旋转朝向至目标的初步空间位置；跟踪雷达同步旋转朝向至目标的初步空间位置，并定位目标的精确空间位置信息；光电跟踪转台解算出光电跟踪转台距离目标的水平和俯仰角度，控制这两个角度调整其水平轴系和俯仰轴系旋转朝向至目标的精确空间位置，同时跟踪雷达朝向目标的精准空间位置。

其中，水平轴系包括电机、动密封圈、滑环，可实现360°水平方向旋转。俯仰轴系包括电机、动密封圈、滑环，可实现-5°～80°俯仰旋转。

搜索雷达6，搜索雷达搜索角度为360°全方位扫描，用于对目标(无人机)进行远距离粗探测。

跟踪雷达5，基于搜索雷达获得目标的位置信息，进而更精确的目标位置获取，精度比搜索雷达要高，用于对无人机进行精探测，且跟踪雷达与光电跟踪转台共用水平轴系和俯仰轴系，与光电跟踪转台的粗跟踪视场配合。即本发明的跟踪雷达不用电扫，雷达的扫描波束能够随光电跟踪转台转动，获取的目标空间位置信息更准确，同时减少了成本。

粗跟踪闭环控制模块，为多光谱同时探测成像，基于搜索雷达6和跟踪雷达5提供的位置信息对无人机进行多光谱同时成像跟踪。且其跟踪精度高于跟踪雷达。跟踪雷达跟踪到目标后，将目标的方位信息导引到光电跟踪转台，光电跟踪转台转到目标上后，粗跟踪闭环控制模块对目标进行光学成像。光学成像和光电转台的编码器实现控制闭环，根据成像结果计算目标的脱靶量信息，实时输出对目标的位置脱靶量，将目标脱靶量信息作为反馈偏差实时转动光电转台的水平轴系和俯仰轴系分别实现对目标的稳定粗跟踪，进而也使得雷达、相机和发射望远镜的方位实时朝向目标，以此实现对目标的粗跟踪探测成像。具体的，粗跟踪闭环控制模块包括：短波光学相机8、中波光学相机9及可见光和近红外光学相机10；在本实施例中，短波光学相机、中波光学相机、可见光和近红外光学相机都在俯仰轴系的第二轴臂上，可见光和近红外光学相机在激光测距机的下方，短波光学相机在第二轴臂的右上方，中波光学相机在右下方。在其它实施例中，不同波段的光学相机可以位于第二轴臂的任意位置。其中，短波光学相机优选为双视场变倍相机，相较于可见光和近红外，短波光学相机因其波段的特殊性，透雾能力强。中波光学相机优选为双视场变倍相机；可见光和近红外光学相机优选为连线变焦成像相机。具体的，在各波段光学相机的图像显示界面上，会出现波门提示，此刻图像在高速计算目标相对波门中心的像数偏差，偏差量和光电跟踪转台水平轴系、俯仰轴系的电机形成控制闭环，从而实现对目标的初步稳定跟踪。

精跟踪闭环控制模块输出目标的实时跟踪误差，并将误差反馈至快反镜，使跟踪误差与快反镜的角度变化形成闭环控制系统，用于消除目标和光电跟踪转台之间因环境的影响而存在的瞄准偏差，即调整激光发射光路系因环境引起的光轴抖动偏差，在稳定跟踪的基础上提高系统光轴的稳定度及跟踪精度，在粗跟踪探测成像的基础上通过精跟踪探测成像实现了对目标的二次稳定跟踪。

精跟踪闭环控制模块包括精跟踪成像相机和精跟踪光路成像单元，精跟踪光路成像单元与激光发射光路单元共库德光路，并且共离轴发射主镜2和离轴发射次镜3。整个系统的焦距为成像光路的焦距乘上离轴发射主镜2的放大倍率。

激光发射模块通过内通道将激光传输到发射望远镜上，聚焦发射到目标上，实现对目标的打击，其中，激光测距机7实时测量目标与发射望远镜之间的距离，并将该距离信息反馈至发射望远镜；激光发射模块发射激光至发射望远镜上，发射望远镜基于激光测距机获得的距离信息调节离轴发射次镜和离轴发射主镜之间距离，对目标进行成像调焦和发射调焦，使得激光聚焦后发射到目标上。

其中，激光发射模块包括激光发射器及激光发射光路单元。激光发射器发射的激光通过内通道(即激光发射光路单元)将激光传输到离轴发射次镜和离轴发射主镜，聚焦发射到目标上，实现对目标的打击。如图2所示，激光发射光路单元沿光路方向依次包括：第四分光镜20、第一分光镜12、第一中继动镜13、第二中继动镜14、第二分光镜15及快反镜16；

激光发射器发射的激光透过第四分光镜20后，经过第一分光镜12反射至第一中继动镜13和第二中继动镜14中继后，经过第二分光镜15反射至快反镜16，快反镜16将经过的激光经过角度偏转控制后反射至离轴发射次镜3和离轴发射主镜2上。

其中，快反镜用于提高目标的瞄准精度，消除因环境、振动等情况引起的激光发射光路单元的光学视轴偏差。激光的发射波段为1064nm。

精跟踪光路成像单元与激光发射光路单元为互逆过程，且共库德光路。具体的，如图2所示，精跟踪光路成像单元沿光路方向依次包括：成像目标依次经过离轴发射主镜2、离轴发射次镜3、快反镜16、第二分光镜15反射后，经过第二中继动镜14、第一中继动镜13蓄能，蓄能后反射后至第一分光镜12，然后透过第一分光镜12成像至精跟踪成像相机。

其中，精跟踪成像波段为可见光到近红外波段。精跟踪成像相机为可见光和近红外相机，具体的，为长焦定焦可见光和近红外相机。可见光探测用于白天，近红外探测用于晚上。

进一步地，晚上可见光相机无法对目标进行探测成像，中、长波红外的探测分辨率达不到，对高速目标的跟踪精度，其闭环带宽不够。因此，本发明还设计了主动照明成像模块，照明激光器设置在光电跟踪转台的第一轴臂上，用于对无人机进行照明辅助成像。如果是晚上，对于粗跟踪闭环控制模块，可见光、近红外相机则看不到目标，可以使用照明激光对目标进行照明，照明光返回的光可以在近红外相机上进行成像，也可以通过中波相机直接捕获目标并进行稳定跟踪。便于实现本发明的装备全天候工作。对于精跟踪闭环控制模块，使用照明激光对目标进行照明时，返回的照明光在精跟踪成像相机(即长焦定焦可见光和近红外相机)上进行成像，成像后与快反镜形成二级稳定跟踪。

主动照明成像模块包括照明激光器4和照明光路成像单元；照明光路成像单元与激光发射光路单元共库德光路；如图2所示，照明光路成像单元沿光路方向依次包括：第四分光镜20、第一分光镜12、第一中继动镜13、第二中继动镜14、第二分光镜15及第三分光镜19；照明激光器发射的照明激光，经过第四分光镜20反射后，经过第一分光镜12反射至第一中继动镜13和第二中继动镜14中继，中继后的照明激光经过第二分光镜15透射至第三分光镜19，经过第三分光镜19反射后，照明激光反射至无人机上。

其中，照明激光采用808nm波段，即优选为808半导体连线激光对目标辅助照明。808nm的激光跟踪到目标后，可以通过精跟踪闭环控制模块的近红外波段模块实现探测跟踪。

需要说明的是，上述激光发射光路单元、照明光路成像单元及精跟踪光路成像单元中的第一中继动镜13和第二中继动镜14除了对相应的激光进行中继之外，还起到光轴标校的作用。具体的，在整个装置上电开机后，位于光电跟踪转台内的导引光光源21发出532nm的引导光，引导光通过第三分光镜19和第二分光镜15透射、经过第二中继动镜14、第一中继动镜13反射，经过第一分光镜12透射到达精跟踪成像相机；每个中继动镜的有两个自由度，精跟踪成像相机光轴的角度变化为Δx、Δy、Δz，通过调整2个中继动镜的角度变化姿态，实现对光轴的标校，使得光学成像视轴和光电转台的机械轴同轴。其使用过程是上电开机后通过光轴标校，导引光将偏差量给到2个中继动镜，通过角度变化调整偏差，2个中继动镜调节方位和俯仰的姿态，使光学成像视轴和光电转台的机械轴重合。标定后则不再改变两个中继动镜的位置。

具体的，如图3所示，本发明的装备的工作原理为：

光电跟踪转台实现对目标的全方位指向跟踪，光电跟踪转台分为俯仰轴系和水平轴系，俯仰轴系为360°旋转，水平轴系为-5°到85°的旋转，搜索雷达进行360°旋转，用于对目标进行初探测搜索，获取目标的初步空间位置信息。搜索雷达模块探测到目标后将目标的初步空间位置信息反馈到光电跟踪转台的编码器，光电跟踪转台的编码器将该初步空间位置信息反馈至光电跟踪转台电机的角解码器，解算出光电跟踪转台水平和俯仰的旋转角度，启动光电跟踪转台的伺服电机使光电跟踪转台的水平轴系和俯仰轴系分别旋转到目标的初步空间位置处，通过粗跟踪探测实现对目标的跟踪。

跟踪雷达设置在光电跟踪转台第一轴臂上方，并与光电跟踪转台共用一个水平轴系和俯仰轴系，当光电跟踪转台通过搜索雷达获取的目标的初步空间位置信息转到相应的位置后，跟踪雷达会随着光电跟踪转台的水平轴系和俯仰轴系进行旋转，跟踪雷达转到朝向目标的初步空间位置后，跟踪雷达获取目标更高精度的位置信息。同时，跟踪雷达将获取的精确空间位置信息反馈至光电跟踪转台电机的角解码器，解算出光电跟踪转台水平和俯仰的旋转角度，光电跟踪转台的伺服电机基于该角度控制光电跟踪转台旋转至目标的精确空间位置；跟踪雷达探测到更精确的目标位置信息后将更精确的目标位置信息给到粗跟踪闭环控制模块，即给到短波光学相机、中波光学相机及可见光和近红外光学相机，各个波段的相机看到目标后，进行多波段成像，并将目标的脱靶量反馈到光电跟踪转台编码器，编码器解算出水平轴系电机和俯仰轴系电机的旋转角度后，启动伺服电机使光电跟踪转台的水平轴系和俯仰轴系分别旋转到目标上。

粗跟踪闭环控制模块的视场匹配跟踪雷达的跟踪精度，通过粗跟踪闭环控制模块实现对目标的探测成像，粗跟踪闭环控制模块和光电跟踪转台的编码器实现控制闭环，各个波段的相机实时输出对目标的位置脱靶量给到光电跟踪转台上位机的编码器，控制实时转动光电跟踪转台实现对目标的稳定粗跟踪。

稳定跟踪后，激光发射模块开启激光器发射激光，发射的激光通过激光发射光路单元传输到离轴发射次镜和离轴发射主镜上，通过激光测距机实时测量目标与离轴发射主镜之间的距离信息，并反馈该距离信息到离轴发射主镜，离轴发射主镜基于该距离信息调节离轴发射次镜的焦距，对目标进行成像调焦和发射调焦，使得激光聚焦后发射到目标上，保持对目标的稳定跟踪，并对目标进行打击。其中，发射望远镜为离轴发射系统，激光定向能武器就是通过离轴发射系统压缩光束的发散角，将能量全部聚焦在目标上。

多光谱的探测过程为，搜索雷达探测到目标后，将目标的位置信息给到跟踪雷达和光电跟踪转台，光电跟踪转台转到相应的位置后，跟踪雷达会随着光电跟踪转台的水平轴系和俯仰轴系进行旋转，转到目标的初步位置后，跟踪雷达会探测到更精确的目标位置，跟踪雷达再将更加精确的位置信息给到光电跟踪转台，光电跟踪转台则根据跟踪雷达的目指信息作出随动，光电跟踪转台到达精确位置后，通过粗跟踪闭环控制模块的可见光、近红外相机、短波光学相机、中波光学相机识别目标，通过闭环控制使得粗跟踪和光电跟踪转台闭环，使得目标始终在粗跟踪的视场中心。

粗跟踪闭环控制模块探测到目标后，通过精跟踪闭环控制模块中的精跟踪成像相机，本实施例优选为长焦定焦可见光和近红外相机对目标实现二级稳定跟踪，二级稳定跟踪通过精跟踪光路成像单元实现快反镜和光学视轴的控制闭环，闭环后可以实现消除因环境或者其他振动、目标轨迹复杂等情况引起的视轴偏差，从而提高目标的跟踪精度。

主动照明成像模块用照明激光辅助成像的过程则是在夜晚，可见光、近红外、短波光学相机看不到目标，中波红外虽能看到目标但是其像元分辨率低、芯片延时较大，因此本发明优选用808nm的激光主动照明在远处的目标上，照明激光的回光可以使粗跟踪闭环控制模块和精跟踪闭环控制模块能够像在白天一样正常工作，粗跟踪的中波红外、可见光、近红外相机、都可以实现对目标的粗探测，粗探测与光电转台实现对目标的稳定跟踪，精跟踪和快反镜则实现对目标的二级稳定探测跟踪。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种反无人机多光谱探测跟踪装备，其特征在于，包括：定位雷达、光电跟踪转台、粗跟踪闭环控制模块、精跟踪闭环控制模块、激光发射模块和发射望远镜；

所述定位雷达设置在所述光电跟踪转台上，所述光电跟踪转台包括水平轴系和俯仰轴系，所述俯仰轴系设置在所述水平轴系的上方，在所述俯仰轴系两侧设有第一轴臂和第二轴臂，所述发射望远镜设置在所述第一轴臂上，所述粗跟踪闭环控制模块设置在所述第二轴臂上，所述精跟踪闭环控制模块和激光发射模块设置在所述水平轴系的内部；

定位雷达，用于定位目标；

激光发射模块，用于朝向目标发射激光；

发射望远镜，用于将激光聚焦后发射到目标上；

粗跟踪闭环控制模块，用于采用相机对目标实时成像，根据成像结果计算目标的脱靶量信息，将目标脱靶量信息作为反馈偏差指令调整光电跟踪转台的水平轴系和俯仰轴系旋转，从而实时调整雷达、相机和发射望远镜的方位，以此实现对目标的粗跟踪探测成像；

精跟踪闭环控制模块，用于采用光路成像单元对目标实时成像，计算目标的位置偏差，将位置偏差作为反馈偏差实时调整发射激光射向发射望远镜的入射角，以此实现对目标的精跟踪探测成像。

2.根据权利要求1所述的探测跟踪装备，其特征在于，所述激光发射模块包括激光发射器及激光发射光路单元；

所述激光发射光路单元，沿光路方向依次包括：第四分光镜(20)、第一分光镜(12)、第一中继动镜(13)、第二中继动镜(14)、第二分光镜(15)及快反镜(16)；

所述激光发射器发射的激光经所述第四分光镜(20)透射后，经过所述第一分光镜(12)反射至所述第一中继动镜(13)和第二中继动镜(14)中继，中继之后的激光经过所述第二分光镜(15)反射至所述快反镜(16)，经过角度偏转控制后反射至发射望远镜。

3.根据权利要求2所述的探测跟踪装备，其特征在于，所述精跟踪闭环控制模块包括精跟踪成像相机和精跟踪光路成像单元，所述精跟踪光路成像单元与所述激光发射光路单元共库德光路且光路互逆。

4.根据权利要求3所述的探测跟踪装备，其特征在于，所述精跟踪成像相机为长焦定焦可见光和近红外相机。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的探测跟踪装备，其特征在于，还包括主动照明成像模块，所述主动照明成像模块包括照明激光器和照明光路成像单元，所述照明激光器设置在所述光电跟踪转台的第一轴臂上，所述照明光路成像单元与所述激光发射光路单元共库德光路。

6.根据权利要求5所述探测跟踪装备，其特征在于，所述照明光路成像单元沿光路方向依次包括：第四分光镜(20)、第一分光镜(12)、第一中继动镜(13)、第二中继动镜(14)、第二分光镜(15)及第三分光镜(19)；

所述照明激光器发射的照明激光经过所述第四分光镜(20)反射后，经过所述第一分光镜(12)反射至所述第一中继动镜(13)和第二中继动镜(14)中继，中继后的照明激光经过所述第二分光镜(15)透射至所述第三分光镜(19)，经过所述第三分光镜(19)反射后将照明激光反射至目标上。

7.根据权利要求1所述的探测跟踪装备，其特征在于，所述定位雷达为跟踪雷达(5)和搜索雷达(6)；

所述跟踪雷达(5)设置在所述光电跟踪转台第一轴臂的上方，所述搜索雷达(6)设置在所述光电跟踪转台的顶部。

8.根据权利要求7所述的探测跟踪装备，其特征在于，还包括设置在所述光电跟踪转台第二轴臂上的激光测距机(7)，所述发射望远镜包括离轴发射主镜(2)和离轴发射次镜(3)，所述激光测距机(7)实时测量目标与发射望远镜之间的距离信息，所述发射望远镜基于所述距离信息调节离轴发射次镜(3)与离轴发射主镜(2)的距离，对目标进行成像调焦和发射调焦。

9.根据权利要求1所述的探测跟踪装备，其特征在于，所述粗跟踪闭环控制模块中的相机包括设置在所述光电跟踪转台第二轴臂上的短波光学相机(8)、中波光学相机(9)及可见光和近红外光学相机(10)。

10.根据权利要求9所述的探测跟踪装备，其特征在于，所述短波光学相机为双视场变倍相机，所述中波光学相机为双视场变倍相机，所述可见光和近红外光学相机为连线变焦成像相机。

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