CN115265277A - 基于直升机无控武器动中精准射击系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了直升机无控武器动中精准射击系统及方法，涉及电数字数据处理技术领域。方法包括S1、视觉信息传感器获取地面移动目标信息，并对移动目标轨迹信息进行预测；S2、视觉计算机将预测结果数据以及飞控参数传输至运算单元，计算得出子弹瞄准角度，将计算结果传输至模型验真单元；S3、模型验真单元对计算结果进行校验处理，得出击发时机数据，将目标提前量位置显示在其内部平视瞄具视野中；S4、射手解锁射击权限并操纵瞄准线操纵器与目标提前量位置重合，执行射击操作四个步骤。本发明提供的系统和方法能够提升瞄准速度与射击精度，提高子弹打击精准度，减少训练经费支出，主要用于武器装备中。

Description

基于直升机无控武器动中精准射击系统及方法

技术领域

本发明涉及电数字数据处理技术领域，特别涉及基于一种直升机无控武器动中精准射击系统及方法。

背景技术

直升机作为20世纪航空技术极具特色的创造之一，极大地拓展了飞行器的应用范围。直升机是典型的军民两用产品，可以广泛地应用在运输、巡逻、旅游、救护等多个领域。直升机的最大时速可达300km/h以上，俯冲极限速度近400km/h，实用升限可达6000米（世界纪录为12450m），一般航程可达600～800km左右。携带机内、外副油箱转场航程可达2000km以上。根据不同的需要直升机有不同的起飞重量。当前世界上投入使用的重型直升机最大的是俄罗斯的米－26（最大起飞重量达56t，有效载荷20t）。当前实际应用的是机械驱动式的单旋翼直升机及双旋翼直升机，其中又以单旋翼直升机数量最多。

直升机的突出特点是可以做低空（离地面数米）、低速（从悬停开始）和机头方向不变的机动飞行，特别是可在小面积场地垂直起降。但是从直升机舱门机枪发明开始关于舱门机枪射击准确度问题就一直没有解决，由于直升机飞行的晃动、惯性、目标的运动速度、运动方向、相对距离等都会影响舱门机枪的射击准确度，目前的办法只能是靠增加子弹射击密度形成弹幕进行概略射击，以发射子弹的数量弥补精度的不足。

现有的通过增加子弹设计密度形成弹幕进行概略设计的方法在实际操作中，对射手要求较高，尤其是对移动目标的准确率较低，且无法控制弹药落点，在城市作战中很有可能造成误伤，因此，有必要提供一种直升机无控武器动中精准射击技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供基于直升机无控武器动中精准射击系统及方法，可以有效解决背景技术现有的通过增加子弹设计密度形成弹幕进行概略设计的方法在实际操作中，对射手要求较高，尤其是对移动目标的准确率较低，且无法控制弹药落点，在城市作战中很有可能造成误伤的问题。

为实现所述发明目的，本发明提供一种基于直升机无控武器动中精准射击系统，其特征在于：包括搜索模块和处理模块；

所述搜索模块包括视觉计算机、目标跟踪控制器以及视觉信息传感器，所述视觉计算机、目标跟踪控制器与视觉信息传感器之间均建立通信连接，所述视觉信息传感器用于获取地面移动目标信息，并实时更新地面移动目标信息；

所述目标跟踪控制器用于控制对视觉计算机发出的指令以及数据进行读取处理，并产生相应的命令控制视觉传感器运行；

所述视觉计算机用于输入预先训练的轨迹预测编码模型以及预先训练的轨迹预测解码模型，由视觉传感器获取移动目标信息并转换成当前图像帧的第一图像序列，将第一图像序列输入视觉计算机中输入预先训练的轨迹预测编码模型，得到当前图像帧中的每个可移动目标图像的移动轨迹特征数据，通过视觉计算机获取该可移动目标图像的移动习惯特征数据，并生成该可移动目标图像的轨迹预测用特征数据，通过视觉计算机将每个可移动目标图像的轨迹预测用特征数据输入预先训练的轨迹预测解码模型中，得到每个可移动目标图像的轨迹信息；

所述处理模块包括运算单元以及模型验真单元；

所述运算单元通过串口与视觉计算机连接，运算单元根据移动目标轨迹预测信息计算得出击发组件中子弹的瞄准角度，并将计算结果传输至模型验真单元；

所述模型验真单元通过其内部数据库对计算结果进行存储，并将计算结果与数据库内的数据进行对比分析，通过计算结果和数据库中原始数据间存在的误差，对相应模块进行调节控制，增加数据库样本。

优选地，基于直升机无控武器动中精准射击系统还包括驱动模块，所述驱动模块包括瞄准线操纵器，所述瞄准线操纵器用于控制击发组件中武器轴线的角位移，构成综合修正角。

优选地，基于直升机无控武器动中精准射击系统还包括执行模块，所述执行模块包括CAN通信单元以及击发组件，所述CAN通信单元与击发组件通信连接，所述CAN通信单元用于对模型验真单元处理后的计算结果进行接收，并将其转换呈相应的指令；所述击发组件用于对指令进行接收并使武器执行射击操作。

为实现所述发明目的，本发明还提供一种基于直升机无控武器动中精准射击方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、开始时视觉信息传感器获取地面移动目标信息以及飞控参数，实时更新地面移动目标信息，并将获取的移动目标信息数据传输至视觉计算机进行处理，对移动目标轨迹信息进行预测；

S2、其次视觉计算机将预测结果数据以及飞控参数传输至运算单元，运算单元中的偏移度计算元件根据传输的数据与飞控参数，计算得出击发组件中子弹的瞄准角度，并将计算结果传输至模型验真单元，瞄准角度计算公式如下：

瞄准角度：

式中：ε为瞄准角；

为西亚切辅助函数值；

为弹道系数；

子弹射角

为瞄准角ε、子弹高低角λ、子弹跳角γ之和:

；

子弹瞄准角度修正量：

为有横风弹道与无横风弹道直射线间夹角；

为风速（m/s）；为子弹初速（m/s）；

为子弹初速（m/s）；

由上式值可求得相对侧偏：

式中：

为相对侧偏（m）；

为射程（m）；

求牵连侧偏：

式中：

为牵连侧偏（m）； t为子弹飞行时间（s）；

求绝对侧偏：

式中：

为绝对侧偏（m）；

S3、然后模型验真单元对计算结果进行校验处理，得出击发时机数据，并将数据传输至瞄准线操纵器，经瞄准线操纵器将数据转换后，将目标提前量位置显示在其内部平视瞄具视野中；

所述模型验真单元包括数据存储元件、数据解析与相关元件、数据分析元件和数据导出元件；所述数据存储元件通过其内部数据库对原始数据进行存储；所述数据解析与相关元件根据相关设置对计算结果数据进行解析筛选；所述数据分析元件将解析筛选后的计算结果数据与数据库内的原始数据进行对比和分析，计算出计算结果和数据库中原始数据间的最大误差和平均误差，并将误差数据返回至数据解析与相关元件以及数据库中，对相应模块进行控制，增加数据库样本，分析整理出关键数据；所述数据导出元件将关键数据保存为数据表格文件，同时通过数据导出元件中报告模板自动完成关键数据的填写，并将关键数据导出；

S4、最后射手解锁射击权限并操纵瞄准线操纵器与目标提前量位置重合，通过CAN通信单元控制击发组件中的武器执行射击操作，重复上述步骤。

优选地：所述S1中获取移动目标信息包括以下步骤：

S11、开始时预设地面站将跟踪任务命令传输至直升机内部终端，终端将命令发送至视觉计算机；

S12、其次视觉计算机将命令转换成数据后传输至目标跟踪控制器，并通过目标跟踪控制器发出指令使视觉信息传感器获取目标信息；

S13、然后判断目标是否在视觉信息传感器视野中，目标在视觉信息传感器视野中跳转步骤S14，否则将命令返回至终端并通过终端控制直升机爬升后跳转S12；

S14、然后通过视觉信息传感器将目标信息传输至视觉计算机中，信息经过处理后得出移动目标轨迹预测信息，通过视觉计算机将目标轨迹预测信息发送至目标跟踪控制器中；

S15、最后通过目标跟踪控制器控制视觉传感器对目标进行实时跟踪。

优选地：所述S14中移动目标轨迹预测包括以下步骤：

S141、开始前在视觉计算机中输入预先训练的轨迹预测编码模型以及预先训练的轨迹预测解码模型；

S142、开始时视觉传感器获取移动目标信息，将信息转换成当前图像帧的第一图像序列，并将第一图像序列输入视觉计算机中输入预先训练的轨迹预测编码模型，得到当前图像帧中的每个可移动目标图像的移动轨迹特征数据；

S143、其次视觉计算机通过当前图像帧中的每个可移动目标图像，获取该可移动目标图像的移动习惯特征数据，并基于该可移动目标图像的移动习惯特征数据和移动轨迹特征数据，生成该可移动目标图像的轨迹预测用特征数据；

S144、最后通过视觉计算机将每个可移动目标图像的轨迹预测用特征数据输入预先训练的轨迹预测解码模型中，得到每个可移动目标图像的轨迹信息。

优选地：所述S2中出击发组件中子弹的瞄准角度计算还包括以下步骤：

S23、通过运算单元中的偏移度计算元件根据移动目标轨迹预测信息数据与飞控参数计算子弹射击散布度；

子弹射击散布度计算公式如下：

落地点偏差方程：

式中：

为着落地点的标准偏差；

、

分别为纵向偏差以及横向偏差；X、Ｙ、Ｚ为关机点目标质心的位置；

为关机点目标的速度；

为关机时间；

子弹射击散布度：

根据定义

，即

R=1.774

因此可以得知圆概率的偏差。

优选地，所述S4中射手解锁射击权限执行射击操作包括以下步骤：

S41、开始时射手操纵瞄准线操纵器与目标提前量位置重合，瞄准线操纵器将控制信号传输至CAN通信单元；

S42、其次CAN通信单元通过其内部通信电路对控制信号进行接收，并由CAN通信单元内部主控模块下发控制信号至击发组件中设置的安全机构；

S43、然后安全机构接收控制信号并解锁其内部射击权限；

S44、最后射手控制击发组件中的武器执行射击操作，重复上述步骤。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明通过设置视觉传感器获取目标信息，并将目标信息传输至视觉计算机中进行处理后得出移动目标轨迹预测信息，通过目标跟踪控制器根据目标轨迹预测信息控制视觉传感器对目标进行实时跟踪，可同时识别、同时跟踪多个目标，可手动跟踪目标，手动取消目标，通过设置运算单元，利用运算单元中的偏移度计算元件根据移动目标信息数据与飞控参数，计算得出击发组件中子弹的瞄准角度，并将计算结果传输至模型验真单元进行校验，增加数据库样本，提高计算结果精确度，可实现静止平台对静止目标，静止平台对移动目标，移动平台对静止目标，移动平台对移动目标的瞄准区计算与自动击发，可显著提升瞄准速度与射击精度，尤其是移动平台或对移动目标的射击精度；

2.本发明通过运算单元中偏移度计算元件根据移动目标轨迹预测信息数据与飞控参数计算子弹射击散布度，可提高子弹打击精准度，可节约弹药，减少流弹的产生，减少训练经费支出；

3.本发明通过设置瞄准线操纵器与CAN通信单元，通过射手操纵瞄准线操纵器与目标提前量位置重合，CAN通信单元通过内部通信电路对控制信号进行接收，并通过主控模块下发控制信号至击发组件中设置的安全机构，安全机构接收控制信号后解锁其内部射击权限，通过设置安全机构，只在射手瞄准目标后解锁射手的射击权限，而非射手解锁本装置的射击权限，在无射手情况下仅靠本装置无法击发，避免了由于设备故障造成的误伤。

附图说明

图1为本发明基于直升机无控武器动中精准射击系统流程图；

图2为本发明基于直升机无控武器动中精准射击方法流程图；

图3为本发明基于直升机无控武器动中精准射击方法中获取移动目标信息流程图；

图4为本发明基于直升机无控武器动中精准射击方法中移动目标轨迹预测流程图；

图5为本发明基于直升机无控武器动中精准射击方法中执行射击操作流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1—5所示，本发明提供的基于直升机无控武器动中精准射击系统包括搜索模块和处理模块；

所述搜索模块包括视觉计算机、目标跟踪控制器以及视觉信息传感器，所述视觉计算机、目标跟踪控制器与视觉信息传感器之间均建立通信连接，所述视觉信息传感器用于获取地面移动目标信息，并实时更新地面移动目标信息；

所述目标跟踪控制器用于控制对视觉计算机发出的指令以及数据进行读取处理，并产生相应的命令控制视觉传感器运行；

所述视觉计算机用于输入预先训练的轨迹预测编码模型以及预先训练的轨迹预测解码模型，由视觉传感器获取移动目标信息并转换成当前图像帧的第一图像序列，将第一图像序列输入视觉计算机中输入预先训练的轨迹预测编码模型，得到当前图像帧中的每个可移动目标图像的移动轨迹特征数据，通过视觉计算机获取该可移动目标图像的移动习惯特征数据，并生成该可移动目标图像的轨迹预测用特征数据，通过视觉计算机将每个可移动目标图像的轨迹预测用特征数据输入预先训练的轨迹预测解码模型中，得到每个可移动目标图像的轨迹信息；

所述处理模块包括运算单元以及模型验真单元；

所述运算单元通过串口与视觉计算机连接，运算单元根据移动目标轨迹预测信息计算得出击发组件中子弹的瞄准角度，并将计算结果传输至模型验真单元；

所述模型验真单元通过其内部数据库对计算结果进行存储，并将计算结果与数据库内的数据进行对比分析，通过计算结果和数据库中原始数据间存在的误差，对相应模块进行调节控制，增加数据库样本。

本发明中，基于直升机无控武器动中精准射击系统还包括驱动模块，所述驱动模块包括瞄准线操纵器，所述瞄准线操纵器用于控制击发组件中武器轴线的角位移，构成综合修正角。

优选地，基于直升机无控武器动中精准射击系统还包括执行模块，所述执行模块包括CAN通信单元以及击发组件，所述CAN通信单元与击发组件通信连接，所述CAN通信单元用于对模型验真单元处理后的计算结果进行接收，并将其转换呈相应的指令；所述击发组件用于对指令进行接收并使武器执行射击操作。

为实现所述发明目的，本发明还提供一种基于直升机无控武器动中精准射击方法，包括以下步骤：

S1、开始时视觉信息传感器获取地面移动目标信息以及飞控参数，实时更新地面移动目标信息，并将获取的移动目标信息数据传输至视觉计算机进行处理，对移动目标轨迹信息进行预测；

S2、其次视觉计算机将预测结果数据以及飞控参数传输至运算单元，运算单元中的偏移度计算元件根据传输的数据与飞控参数，计算得出击发组件中子弹的瞄准角度，并将计算结果传输至模型验真单元，瞄准角度计算公式如下：

瞄准角度：

式中：ε为瞄准角；

为西亚切辅助函数值；

为弹道系数；

子弹射角

为瞄准角ε、子弹高低角λ、子弹跳角γ之和:

；

子弹瞄准角度修正量：

为有横风弹道与无横风弹道直射线间夹角；

为风速（m/s）；为子弹初速（m/s）；

为子弹初速（m/s）；

由上式值可求得相对侧偏：

式中：

为相对侧偏（m）；

为射程（m）；

求牵连侧偏：

式中：

为牵连侧偏（m）； t为子弹飞行时间（s）；

求绝对侧偏：

式中：

为绝对侧偏（m）；

当目标中心高于枪口、炮口海拔高程时，装定射角中的高低角

、瞄准角

、射角

为“正”即“+”；反之，当目标中心低于枪口、炮口海拔高程时，装定射角中的高低角

、瞄准角

、射角

为“负”即“-”；当目标中心等于枪口、炮口海拔高程时，装定射角中的高低角

、瞄准角

、射角

为“零”即“0”，射角为“正”即“+”；

S3、然后模型验真单元对计算结果进行校验处理，得出击发时机数据，并将数据传输至瞄准线操纵器，经瞄准线操纵器将数据转换后，将目标提前量位置显示在其内部平视瞄具视野中

S3、然后模型验真单元对计算结果进行校验处理，得出击发时机数据，并将数据传输至瞄准线操纵器，经瞄准线操纵器将数据转换后，将目标提前量位置显示在其内部平视瞄具视野中；

所述模型验真单元包括数据存储元件、数据解析与相关元件、数据分析元件和数据导出元件；所述数据存储元件通过其内部数据库对原始数据进行存储；所述数据解析与相关元件根据相关设置对计算结果数据进行解析筛选；所述数据分析元件将解析筛选后的计算结果数据与数据库内的原始数据进行对比和分析，计算出计算结果和数据库中原始数据间的最大误差和平均误差，并将误差数据返回至数据解析与相关元件以及数据库中，对相应模块进行控制，增加数据库样本，分析整理出关键数据；所述数据导出元件将关键数据保存为数据表格文件，同时通过数据导出元件中报告模板自动完成关键数据的填写，并将关键数据导出；

通过在数据存储元件中预先输入弹道飞行数据、移动目标轨迹数据以及子弹瞄准角度数据，将其存入其内部数据库中，数据解析与相关元件根据相关设置对计算结果进行解析筛选，生成待校验的弹道飞行数据、移动目标轨迹数据以及子弹瞄准角度数据，通过数据分析元件将待校验的弹道飞行数据、移动目标轨迹数据以及子弹瞄准角度数据与数据库中的对应数据进行比对，按照数据处理流程其分为三个子功能模块：

a.生成弹道飞行数据

该子功能模块主要包括四个处理流程：

1）设置子弹中心坐标、校飞时间等属性参数；

2）参照子弹参数设置直升机内部雷达属性：雷达中心坐标、旋转周期、扇区个数等属性；

3）设置子弹在校飞时间段内的识别码或24位地址，此设置用于在整个雷达数据中筛选校飞子弹目标；

4）雷达数据解析与筛选，根据上述设置，数据分析元件对雷达数据进行解码，获得子弹飞行数据，保存数据；

b.生成移动目标轨迹数据

该子功能模块主要包括两个处理流程：

1）数据设置：在数据解析与相关元件中设置其内部设备所记录的目标参数中哪些数据为表示时间、位置、高度、速度等信息，使数据分析元件能自动载入并解析出来；

2）数据载入与解析：数据分析元件对目标参数进行接收，并解析出目标轨迹后保存；

c.生成子弹瞄准角度数据

该子功能模块主要包括两个处理流程：

1）通过数据分析元件将数据库内部子弹器瞄准角度数据与待校验子弹瞄准角度数据解析生成子弹飞行轨迹，且对两组子弹飞行轨迹进行对比，得出两组子弹飞行轨迹的最大误差与平均误差，分析整理出子弹飞行轨迹关键数据；

2）数据分析元件将关键数据返回至数据存储元件数据库内部，增加样本信息，提高数据精确度；

数据导出元件对经数据分析元件解析出的弹道飞行数据、移动目标轨迹数据以及子弹瞄准角度数据进行接收，并将数据分析结果保存为数据表格文件，将分析整理出的关键数据自动写入报告模板中，保存并导出。

S4、最后射手解锁射击权限并操纵瞄准线操纵器与目标提前量位置重合，通过CAN通信单元控制击发组件中的武器执行射击操作，重复上述步骤。

本发明中，所述S1中获取移动目标信息包括以下步骤：

S11、开始时预设地面站将跟踪任务命令传输至直升机内部终端，终端将命令发送至视觉计算机；

S12、其次视觉计算机将命令转换成数据后传输至目标跟踪控制器，并通过目标跟踪控制器发出指令使视觉信息传感器获取目标信息；

S13、然后判断目标是否在视觉信息传感器视野中，目标在视觉信息传感器视野中跳转步骤S14，否则将命令返回至终端并通过终端控制直升机爬升后跳转S12；

S14、然后通过视觉信息传感器将目标信息传输至视觉计算机中，信息经过处理后得出移动目标轨迹预测信息，通过视觉计算机将目标轨迹预测信息发送至目标跟踪控制器中；

S15、最后通过目标跟踪控制器控制视觉传感器对目标进行实时跟踪。

本发明中，所述S14中移动目标轨迹预测包括以下步骤：

S141、开始前在视觉计算机中输入预先训练的轨迹预测编码模型以及预先训练的轨迹预测解码模型；

S142、开始时视觉传感器获取移动目标信息，将信息转换成当前图像帧的第一图像序列，并将第一图像序列输入视觉计算机中输入预先训练的轨迹预测编码模型，得到当前图像帧中的每个可移动目标图像的移动轨迹特征数据；

S143、其次视觉计算机通过当前图像帧中的每个可移动目标图像，获取该可移动目标图像的移动习惯特征数据，并基于该可移动目标图像的移动习惯特征数据和移动轨迹特征数据，生成该可移动目标图像的轨迹预测用特征数据；

S144、最后通过视觉计算机将每个可移动目标图像的轨迹预测用特征数据输入预先训练的轨迹预测解码模型中，得到每个可移动目标图像的轨迹信息。

本发明中，所述S2中出击发组件中子弹的瞄准角度计算还包括以下步骤：

S23、通过运算单元中的偏移度计算元件根据移动目标轨迹预测信息数据与飞控参数计算子弹射击散布度；

子弹射击散布度计算公式如下：

落地点偏差方程：

式中：

为着落地点的标准偏差；

、

分别为纵向偏差以及横向偏差；X、Ｙ、Ｚ为关机点目标质心的位置；

为关机点目标的速度；

为关机时间；

子弹射击散布度：

根据定义

，即

R=1.774

因此可以得知圆概率的偏差。

本发明中，所述S4中射手解锁射击权限执行射击操作包括以下步骤：

S41、开始时射手操纵瞄准线操纵器与目标提前量位置重合，瞄准线操纵器将控制信号传输至CAN通信单元；

S42、其次CAN通信单元通过其内部通信电路对控制信号进行接收，并由CAN通信单元内部主控模块下发控制信号至击发组件中设置的安全机构；

S43、然后安全机构接收控制信号并解锁其内部射击权限；

S44、最后射手控制击发组件中的武器执行射击操作，重复上述步骤。

上述直升机无控武器动中精准射击技术，通过设置视觉传感器获取目标信息，并将目标信息传输至视觉计算机中进行处理后得出移动目标轨迹预测信息，通过目标跟踪控制器根据目标轨迹预测信息控制视觉传感器对目标进行实时跟踪，可同时识别、同时跟踪多个目标，可手动跟踪目标，手动取消目标，通过设置运算单元，利用运算单元中的偏移度计算元件根据移动目标信息数据与飞控参数，计算得出击发组件中子弹的瞄准角度，并将计算结果传输至模型验真单元进行校验，增加数据库样本，提高计算结果精确度，可实现静止平台对静止目标，静止平台对移动目标，移动平台对静止目标，移动平台对移动目标的瞄准区计算与自动击发，可显著提升瞄准速度与射击精度，尤其是移动平台或对移动目标的射击精度；通过运算单元中偏移度计算元件根据移动目标轨迹预测信息数据与飞控参数计算目标射击散布度，可提高子弹打击精准度，可节约弹药，减少流弹的产生，减少训练经费支出；通过设置瞄准线操纵器与CAN通信单元，通过射手操纵瞄准线操纵器与目标提前量位置重合，CAN通信单元通过内部通信电路对控制信号进行接收，并通过主控模块下发控制信号至击发组件中设置的安全机构，安全机构接收控制信号后解锁其内部射击权限，通过设置安全机构，只在射手瞄准目标后解锁射手的射击权限，而非射手解锁本装置的射击权限，在无射手情况下仅靠本装置无法击发，避免了由于设备故障造成的误伤。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.基于直升机无控武器动中精准射击系统，其特征在于：包括搜索模块和处理模块；

所述搜索模块包括视觉计算机、目标跟踪控制器以及视觉信息传感器，所述视觉计算机、目标跟踪控制器与视觉信息传感器之间均建立通信连接，所述视觉信息传感器用于获取地面移动目标信息，并实时更新地面移动目标信息；

所述目标跟踪控制器用于控制对视觉计算机发出的指令以及数据进行读取处理，并产生相应的命令控制视觉传感器运行；

所述视觉计算机用于输入预先训练的轨迹预测编码模型以及预先训练的轨迹预测解码模型，由视觉传感器获取移动目标信息并转换成当前图像帧的第一图像序列，将第一图像序列输入视觉计算机中输入预先训练的轨迹预测编码模型，得到当前图像帧中的每个可移动目标图像的移动轨迹特征数据，通过视觉计算机获取该可移动目标图像的移动习惯特征数据，并生成该可移动目标图像的轨迹预测用特征数据，通过视觉计算机将每个可移动目标图像的轨迹预测用特征数据输入预先训练的轨迹预测解码模型中，得到每个可移动目标图像的轨迹信息；

所述处理模块包括运算单元以及模型验真单元；

所述运算单元通过串口与视觉计算机连接，运算单元根据移动目标轨迹预测信息计算得出击发组件中子弹的瞄准角度，并将计算结果传输至模型验真单元；

所述模型验真单元通过其内部数据库对计算结果进行存储，并将计算结果与数据库内的数据进行对比分析，通过计算结果和数据库中原始数据间存在的误差，对相应模块进行调节控制，增加数据库样本。

2.根据权利要求1所述的基于直升机无控武器动中精准射击系统，其特征在于：还包括驱动模块，所述驱动模块包括瞄准线操纵器，所述瞄准线操纵器用于控制击发组件中武器轴线的角位移，构成综合修正角。

3.根据权利要求2所述的基于直升机无控武器动中精准射击系统，其特征在于：还包括执行模块，所述执行模块包括CAN通信单元以及击发组件，所述CAN通信单元与击发组件通信连接，所述CAN通信单元用于对模型验真单元处理后的计算结果进行接收，并将其转换呈相应的指令；所述击发组件用于对指令进行接收并使武器执行射击操作。

4.一种基于直升机无控武器动中精准射击方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、开始时视觉信息传感器获取地面移动目标信息以，实时更新地面移动目标信息，并将获取的移动目标信息数据传输至视觉计算机进行处理，对移动目标轨迹信息进行预测；

S2、其次视觉计算机将预测结果数据以及飞控参数传输至运算单元，运算单元中的偏移度计算元件根据传输的数据与飞控参数，计算得出击发组件中子弹的瞄准角度，并将计算结果传输至模型验真单元，瞄准角度ε计算公式如下：

式中：ε为瞄准角；

为西亚切辅助函数值；

为弹道系数；

子弹射角

为瞄准角ε、子弹高低角λ、子弹跳角γ之和:

；

子弹瞄准角度修正量：

为有横风弹道与无横风弹道直射线间夹角；

为风速（m/s）；为子弹初速（m/s）；

为子弹初速（m/s）；

由上式值可求得子弹相对侧偏：

式中：

为相对侧偏（m）；

为射程（m）；

求子弹牵连侧偏：

式中：

为牵连侧偏； t为子弹飞行时间；

求子弹绝对侧偏：

式中：

为子弹绝对侧偏（m）；

S3、然后模型验真单元对计算结果进行校验处理，得出击发时机数据，并将数据传输至瞄准线操纵器，经瞄准线操纵器将数据转换后，将目标提前量位置显示在其内部平视瞄具视野中；

所述模型验真单元包括数据存储元件、数据解析与相关元件、数据分析元件和数据导出元件；所述数据存储元件通过其内部数据库对原始数据进行存储；所述数据解析与相关元件根据相关设置对计算结果数据进行解析筛选；所述数据分析元件将解析筛选后的计算结果数据与数据库内的原始数据进行对比和分析，计算出计算结果和数据库中原始数据间的最大误差和平均误差，并将误差数据返回至数据解析与相关元件以及数据库中，对相应模块进行控制，增加数据库样本，分析整理出关键数据；所述数据导出元件将关键数据保存为数据表格文件，同时通过数据导出元件中报告模板自动完成关键数据的填写，并将关键数据导出；

S4、最后射手解锁射击权限并操纵瞄准线操纵器与目标提前量位置重合，通过CAN通信单元控制击发组件中的武器执行射击操作，重复上述步骤。

5.根据权利要求4所述的基于直升机无控武器动中精准射击方法，其特征在于：所述S1中获取移动目标信息包括以下步骤：

S11、开始时预设地面站将跟踪任务命令传输至直升机内部终端，终端将命令发送至视觉计算机；

S12、其次视觉计算机将命令转换成数据后传输至目标跟踪控制器，并通过目标跟踪控制器发出指令使视觉信息传感器获取目标信息；

S13、然后判断目标是否在视觉信息传感器视野中，目标在视觉信息传感器视野中跳转步骤S14，否则将命令返回至终端并通过终端控制直升机爬升后跳转S12；

S14、然后通过视觉信息传感器将目标信息传输至视觉计算机中，信息经过处理后得出移动目标轨迹预测信息，通过视觉计算机将目标轨迹预测信息发送至目标跟踪控制器中；

S15、最后通过目标跟踪控制器控制视觉传感器对目标进行实时跟踪。

6.根据权利要求5所述的基于直升机无控武器动中精准射击方法，其特征在于：所述S14中移动目标轨迹预测包括以下步骤：

S141、开始前在视觉计算机中输入预先训练的轨迹预测编码模型以及预先训练的轨迹预测解码模型；

S142、开始时视觉传感器获取移动目标信息，将信息转换成当前图像帧的第一图像序列，并将第一图像序列输入视觉计算机中输入预先训练的轨迹预测编码模型，得到当前图像帧中的每个可移动目标图像的移动轨迹特征数据；

S143、其次视觉计算机通过当前图像帧中的每个可移动目标图像，获取该可移动目标图像的移动习惯特征数据，并基于该可移动目标图像的移动习惯特征数据和移动轨迹特征数据，生成该可移动目标图像的轨迹预测用特征数据；

S144、最后通过视觉计算机将每个可移动目标图像的轨迹预测用特征数据输入预先训练的轨迹预测解码模型中，得到每个可移动目标图像的轨迹信息。

7.根据权利要求6所述的基于直升机无控武器动中精准射击方法，其特征在于：所述S2中出击发组件中子弹的瞄准角度计算还包括以下步骤：

S23、通过运算单元中的偏移度计算元件根据移动目标轨迹预测信息数据与飞控参数计算子弹射击散布度；

子弹射击散布度计算公式如下：

落地点偏差方程：

式中：

为着落地点的标准偏差；

、

分别为纵向偏差以及横向偏差；X、Ｙ、Ｚ为关机点目标质心的位置；

为关机点目标的速度；

为关机时间；

子弹射击散布度：

根据定义

，即

R=1.774

因此可以得知圆概率的偏差。

8.根据权利要求7所述的基于直升机无控武器动中精准射击方法，其特征在于：所述S4中射手解锁射击权限执行射击操作包括以下步骤：

S41、开始时射手操纵瞄准线操纵器与目标提前量位置重合，瞄准线操纵器将控制信号传输至CAN通信单元；

S42、其次CAN通信单元通过其内部通信电路对控制信号进行接收，并由CAN通信单元内部主控模块下发控制信号至击发组件中设置的安全机构；

S43、然后安全机构接收控制信号并解锁其内部射击权限；

S44、最后射手控制击发组件中的武器执行射击操作，重复上述步骤。

Images