CN115480240A - 一种针对小型无人机的多传感器协同探测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种针对小型无人机的多传感器协同探测方法，无线电自主侦测，对远距离目标测向，获取目标方位，引导雷达搜索，若无线电侦测发现目标，则将目标方位提供给雷达，否则雷达自主全空域搜索，雷达根据无线电侦测提供的目标方位，设置重点搜索区域，捕获目标，保持稳定跟踪，引导光电，采用光电俯仰扇扫法，将目标方位和俯仰信息提供给光电，当目标进入光电威力范围，光电设备搜索目标，若发现目标，保持稳定跟踪。
Description
技术领域
本发明属于微波探测技术领域，具体涉及一种无人机探测技术。
背景技术
小型无人机等低慢小目标具有以下特点：飞行高度低、飞行速度慢、反射截面积小，不易被雷达探测；热辐射低、颜色与天空背景差异小，光电跟踪难；电磁辐射信号弱、存在多路径反射，不易被无线电侦测设备侦收；具有一定航程、一定载荷、对放飞场地要求低，无需专业培训。因此，小型无人机等低慢小目标发现难，对城市日常防空构成严重威胁。
小型无人机等低慢小目标探测系统，一般采用雷达、无线电侦测和光电探测设备，实现对低慢小目标的跟踪，不同的传感器有着各自的优缺点。宽波束搜索雷达：作用距离远，捕捉速度快，但跟踪精度不高；窄波束跟踪雷达：跟踪精度高，但作用距离近，不易捕获目标；无线电侦测设备：捕捉速度快，但定位精度低，受多路径反射影响，虚警高；光电传感器测量：精度高，数据可靠性高，跟踪稳定，但受气象条件约束，无法全天侯工作。在小型无人机等低慢小目标探测系统中，通常会配备无线电侦测、搜索雷达和光电探测设备，起到互补作用。
雷达的探测精度小于光电的视场角，因此雷达、光电协同的难点在于，雷达的精度与光电的视场角之间的矛盾，引起雷达光电协同失效。
发明内容
本发明为了解决现有技术存在的问题，提出了一种针对小型无人机的多传感器协同探测方法，为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。
无线电自主侦测，对远距离目标测向，获取目标方位。
无线电侦测引导雷达搜索，若无线电侦测发现目标，则将目标方位提供给雷达，否则雷达自主全空域搜索。
进一步的，雷达与无线电侦测设备同地同轴部署，不考虑坐标转换。
雷达根据无线电侦测提供的目标方位，设置重点搜索区域，捕获目标，保持稳定跟踪。
进一步的，设定目标方位信息为a，重点搜索区域为[a-30,a+30]。
雷达测量精度一般为方位≤1°、仰角≤2°，光电的方位视场角为1度、俯仰视场角为0.8度，若雷达方位精度值与光电方位视场角相当，则在方位上能引导成功，若雷达的俯仰角精度值大于光电俯仰视场角，则在俯仰上基本难以一次引导成功。
雷达引导光电，采用光电俯仰扇扫法，将目标方位和俯仰信息提供给光电，当目标进入光电威力范围，光电设备搜索目标。
进一步的，光电以雷达给定俯仰值为基准，以俯仰视场角的一半0.4度为步长，考虑雷达俯仰精度为2°，以[-2°,2°]为范围进行俯仰扇扫，光电一个步长耗费时间为1.2秒，因此一次完整的扇扫时间为12秒。
经过多次试验验证，在光电观测范围内，从启动协同指令开始引导到光电锁定目标耗费时间为12秒，与计算时间一致。
光电发现目标，保持稳定跟踪。
本发明的有益效果：通过无线电侦测、雷达、光电的协同探测，实现无人机精确定位；雷达在无线电侦测方位信息的引导下，搜索重点区域，减少了雷达搜索时间，提高了雷达发现概率，减少了鸟类等其他目标造成的虚警率；光电在雷达的引导下，实现雷达与光电的协同，提升目标定位精度，提高数据率。
附图说明
图1是探测方法流程图，图2是探测角度示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案做具体的说明。
步骤一：无线电自主侦测。
无线电侦测设备对远距离目标进行测向，一般无线电侦测设备能侦测到目标的方位a。
步骤二：无线电侦测引导雷达搜索。
如果无线电侦测设备发现目标，将目标测向结果，即目标方位a提供给雷达。
一般情况下雷达与无线电侦测设备同地同轴部署，不需考虑坐标转换，如果无线电侦测设备未发现目标，则雷达自主全空域搜索。
步骤三：雷达捕获并跟踪。
雷达通过无线电侦测提供的方位信息a，以[a-30,a+30]设置为雷达的搜索区进行重点搜索，雷达发现目标后保持稳定跟踪。
步骤四：采用光电俯仰扇扫法，雷达引导光电。
雷达将目标方位、俯仰信息提供给光电，当目标进入光电威力范围后，光电设备对目标进行搜索。
一般雷达测量精度为，方位≤1°，仰角≤2°，光电的方位视场角为1度，俯仰视场角为0.8度。
雷达方位精度值与光电方位视场角相当，在方位上能引导成功，雷达的俯仰角精度值大于光电俯仰视场角，在俯仰上基本难以一次引导成功。
光电俯仰扇扫法以雷达给定俯仰值为基准，以俯仰视场角的一半0.4度为步长，考虑雷达俯仰精度为2°，以[-2°,2°]为范围进行俯仰扇扫，光电一个步长耗费时间为1.2秒，一次完整的扇扫时间为12秒。
经过多次试验验证，在光电观测范围内，从启动协同指令开始引导到光电锁定目标耗费时间为12秒，与计算时间一致。
步骤五：光电跟踪锁定。光电对目标搜索发现后，保持对目标的稳定跟踪。
上述作为本发明的实施例，并不限制本发明，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，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种针对小型无人机的多传感器协同探测方法，其特征在于，包括：
步骤一：无线电自主侦测，对远距离目标测向，获取目标方位；
步骤二：无线电侦测引导雷达搜索，若无线电侦测发现目标，则将目标方位提供给雷达，否则雷达自主全空域搜索；
步骤三：雷达根据无线电侦测提供的目标方位，设置重点搜索区域，捕获目标，保持稳定跟踪；
步骤四：雷达引导光电，采用光电俯仰扇扫法，将目标方位和俯仰信息提供给光电，当目标进入光电威力范围，光电设备搜索目标；
步骤五：光电发现目标，保持稳定跟踪。
2.根据权利要求1所述的针对小型无人机的多传感器协同探测方法，其特征在于，所述步骤二包括：雷达与无线电侦测设备同地同轴部署，不考虑坐标转换。
3.根据权利要求1所述的针对小型无人机的多传感器协同探测方法，其特征在于，所述步骤三包括：设定目标方位信息为a，重点搜索区域为[a-30,a+30]。
4.根据权利要求1所述的针对小型无人机的多传感器协同探测方法，其特征在于，所述步骤四包括：光电以雷达给定俯仰值为基准，以俯仰视场角的一半0.4度为步长，考虑雷达俯仰精度为2°，以[-2°,2°]为范围进行俯仰扇扫，光电一个步长耗费时间为1.2秒，一次完整的扇扫时间为12秒。
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Publications (1)
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| CN202211119801.0A Pending CN115480240A (zh) | 2022-09-15 | 2022-09-15 | 一种针对小型无人机的多传感器协同探测方法 |
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| CN (1) | CN115480240A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116577776A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-08-11 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种多源自主协同的目标探测与智能识别方法及系统 |
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2022
- 2022-09-15 CN CN202211119801.0A patent/CN115480240A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116577776A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-08-11 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种多源自主协同的目标探测与智能识别方法及系统 |
| CN116577776B (zh) * | 2023-07-12 | 2023-09-22 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种多源自主协同的目标探测与智能识别方法及系统 |
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