CN116193398A - 基于多旋翼无人机的远程侦查打击系统及侦察打击方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于多旋翼无人机的远程侦查打击系统及侦察打击方法，属于航空系统技术领域。具体包括特征：载荷一体化设计、多载荷控制方法、多路图像回传方法、枪载安全保险装置设计、枪载远程击发装置设计。本发明使多旋翼无人机挂载多载荷及武器挂架执行任务；通过地面软件及信号转接板实现多载荷控制和多路图像回传，实现针对单载荷控制通道和单图像通道链路的应用扩展，实现多旋翼无人机侦察打击驱离多种功能集成；针对枪械结构设计安全保险装置和远程击发装置，通过多旋翼无人机挂载步枪飞行实现对在复杂地形远距离超视距打击。本发明可有效提高武警安防部队侦察反恐效率，提高人员安全性，降低相关人员损失。

Description

基于多旋翼无人机的远程侦查打击系统及侦察打击方法

技术领域

本发明涉及航空系统技术领域，具体来说，涉及基于多旋翼无人机的远程侦查打击系统及侦察打击方法。

背景技术

为满足武警部队对侦察反恐设备需求，基于多旋翼无人机平台，将自动打击装置、光电载荷及喊话器进行集成，设计出集光电侦察、前突喊话、定点打击于一体的侦察反恐无人机系统，能够有效提高武警部队在复杂环境下的光电侦查、区域巡逻警戒、日常治安巡查、刑侦抓捕及处置突发事件的能力。

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器，或者由地面计算机完全地或间歇地自主操作。多旋翼无人机因其操作灵活简单、成本低廉的优点，目前在航拍、农业、植保、快递运输、灾难救援、测绘、电力巡检等领域有着极其广泛的应用。

基于多旋翼无人机的远程侦察打击系统是在基于多旋翼无人机平台基础上的应用升级拓展，针对武警安防部队在复杂地形环境下对不法分子的追踪打击需求进行研制。

发明内容

针对上述背景技术中存在的问题，本发明提出基于多旋翼无人机的远程侦查打击系统及侦察打击方法；其能够实现多旋翼无人机平台挂载侦察打击装置，实现侦察图像回传及远程调整枪械角度及击发，提高武警部队在复杂环境下的侦察反恐能力。

本发明的技术方案是这样实现的，

一种基于多旋翼无人机的远程侦查打击系统，包括无人机平台，还包括一体化侦查打击载荷、信号处理模块和地面控制站；

其中，无人机平台作为基于多旋翼无人机的远程侦察打击系统的空中平台，挂载一体化侦察打击载荷和信号处理模块进行升空，通过无人机平台本身的机载通信单元将一体化侦察打击载荷的图像数据进行远程回传；

地面控制器通过地面通信单元接受图像数据，通过地面控制器中察打一体软件对图像信息进行特征点分析及识别，出现可疑目标后锁定并进行智能声光报警提醒，操作员根据威胁程度进行应急处理；

所述一体化侦察打击载荷包括三光吊舱、喊话单元、远程打击装置和载荷挂架；其中，载荷挂架通过安装孔挂装三光吊舱、喊话器和远程打击装置，并依据重心位置适应性排布；

信号处理模块包括图像信号收发单元、数据信号收发单元和数据处理单元；

所述信号处理模块为满足机载通信单元传输需求，将下行多路信号数据整合为一路信号数据后传输给机载通信单元，机载通信单元将下行复合信号数据传输至地面控制站；地面控制站通过地面控制软件发送控制指令，由地面控制器将上行指令整合成一路信号后发送至机载通信单元，机载通信单元将机载通信信号解帧处理后发送至一体化侦察打击载荷，控制载荷工作。

进一步的，所述三光吊舱具备可见光单元及红外单元，可见光单元用于日间采集巡查区域内图像信息，红外单元用于采集夜间巡查区域内图像信息，用于昼夜目标侦察搜寻，三光吊舱将目标区域图像数据传输至信号处理模块，信号处理模块将数据进行加帧头处理并发送至机载通信单元，机载通信单元将图像数据传输至地面控制站；

喊话单元具备在线喊话和离线喊话，对指定范围内可疑目标进行警告及驱离，机载通信单元通过接受地面控制站发送喊话数据，将喊话数据发送至信号处理模块，信号处理模块将喊话数据进行解帧处理发送至喊话单元，喊话单元根据数据执行喊话指令；

远程打击装置包括红外瞄准具、武器挂架、击发装置和保险装置，其中红外瞄准具与武器挂架采用同轴安装，保证枪械准星与瞄具准星处于一条水平线；武器挂架包含一套俯仰控制电机，可带动武器挂架及红外瞄准具进行俯仰方向运动，调整俯仰角度用于控制步枪打击角度；其中所述红外瞄准具可将带自带准星的红外图像数据传输至信号处理模块，由信号处理模块进行加帧头处理后发送至机载通信单元，由机载通信单元将数据传输至地面控制站；所述击发装置为两组带舵机的拨杆，通过舵机控制拨杆触发步枪扳机，共设置三个档位，分别为单发状态、连发状态和归位状态；所述保险装置为一组带舵机的拨杆，拨杆与步枪保险相连，通过舵机控制拨杆联动步枪保险，共设置两个档位，分别为开启状态和关闭状态；所述远程打击装置中所述的击发装置和保险装置，通过地面控制站发送响应指令远程控制舵机控制，地面控制站中载荷控制软件发送保险开发指令和击发指令，机载通信单元收到相关指令后，发送至信号处理模块，信号处理模块进行解帧处理后发送至远程打击装置。

进一步的，所述图像信号收发单元输入端包含两路同步422图像接口，用于接收红外瞄准具及三光吊舱的图像数据，接收后数据传输至数据处理单元，进行加帧及数据打包处理后由图像信号收发单元输出一路同步422形式的复合图像数据；数据信号接收单元主要用于接收地面控制器发送的复合控制数据，将数据接收后发送至数据处理单元，数据处理单元进行解帧拆包处理后由数据收发单元输出多路串口控制信号，并发送至一体化侦察打击载荷；所述数据处理单元，用于将多路图像数据打包成一路复合图像数据及将一路复合载荷控制数据进行拆包成多路载荷控制数据。

进一步的，所述地面控制站包括地面显控终端、地面电源、地面通信单元和地面监控单元；

所述地面电源为地面显控终端及地面通信单元提供供电，将220V交流电转换成19V及12V直流电；所述地面显控终端具备采用双屏加固计算机，装载地面监控单元，上屏显示侦察图像，下屏显示飞行航迹和各种飞行参数；操作手通过界面、摇杆和功能键对无人机进行飞行控制以及对任务吊舱进行操作控制；地面通信单元主要由地面通信单元、收发信机和天线组成，一方面用于发射地面控制站对无人机和任务载荷的遥控指令，另一方面可以接收包括由机载通信单元下传的无人机工作状态和任务载荷获取的影像数据在内的遥测数据。

进一步的，所述地面监控单元包括图像监控模块、无人机监控模块、载荷监控模块和数据管理模块；

所述图像监控模块用于显示图像显示，采用两路图像分屏同屏设计，其中左屏显示红外瞄准具图像，用于打击阶段的准星瞄准目标；右屏为三光吊舱图像，用于显示侦察图像，发现可疑目标；图像监控模块内置人脸检测及目标识别算法，通过实时图像侦测到侦测到可以目标后进行锁定及报警；

所述无人机监控模块通过接收物理摇杆、按键和键盘实现对无人机的起降、飞行控制和指定位置悬停功能；

所述载荷监控模块对一体化侦察打击载荷进行监控；所述载荷控制模块包括光电控制单元，光电控制单元包含云台扫描按键，云台归中按键，图像切换按键，能够显示任务载荷实时回传的任务数据和状态数据，具有目标定位功能；所述载荷监控模块包括喊话器控制单元，喊话器控制单元用于控制调整喊话器角度按键，可播放及切换离线音频，用于实现在线喊话功能；所述载荷监控模块包括枪载控制，用于控制枪械切换打击单发模式按键，进入连发模式或待发模式，用于切换枪械保险开关打开或关闭；可调整俯仰机构角度。所述数据处理单元主要与机载信号处理模块联动，通过加帧解帧及拆包解包操作，将多路载荷控制数据打包成一路复合载荷控制数据及将一路复合图像数据进行拆包成多路图像数据。

一种远程侦察打击方法，通过上述的一种基于多旋翼无人机的远程侦察打击系统实现；具体包括以下步骤：

步骤1，根据任务需求通过地面控制站设置目标点，系统加电待机，远程侦察打击系统完成部署状态；

步骤2，下达自动飞行指令，无人机平台起飞前往目标区域，一体化侦察打击载荷进入监视工作状态并回传扫描图像信息，通过地面控制站的地面监控软件监视无人机平台状态，监视识别可疑目标后进行报警及锁定；

步骤3，确认目标后，一体化侦察打击载荷进入喊话工作状态，对目标进行喊话驱离；警告有效，进行步骤5；警告无效后，进行步骤4；

步骤4，无人机平台对通过红外瞄准具对目标进行锁定，一体化侦察打击载荷进入远程打击状态，操作员通过地面监控单元调整远程打击装置射击角度；通过地面监控单元发送保险打开指令打开远程打击装置保险，发送单发或连发指令对目标进行精准打击，打击完成后关闭枪械保险开关；完成打击后无人机重新进入监视工作状态；

步骤5，目标区域巡查后无人机平台自动返航降落，远程侦察打击系统完成单次侦察打击任务。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明可实现多载荷一体化设计，完成多载荷集成，实现一种载荷实现多种功能，并可通过无人机平台挂载实现远程侦察打击；设计一种信号处理模块及地面监控软件的数据处理单元，实现了通过地面软件及机载信号处理模块实现一体化侦察载荷多路控制和多路图像回传，解决机载通信单元数据通道有限的情况，实现远程侦察打击系统多功能集成；设计一种集成化的地面监控软件，实现对可疑目标的智能识别及报警，实现载荷和无人机平台的自动控制，提高远程侦察打击系统的自动化程度，有效提高武警安防部队侦察反恐效率，提高边境反恐人员安全性，降低侦察打击成本。

附图说明

图1为本发明实施例的总体信息传输示意图。

图2为本发明实施例中一体化远程侦察打击结构示意图。

图3为本发明实施例的下行信息传输原理图。

图4为本发明实施例的上行信息传输原理图。

图5为本发明实施例中地面控制站的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

基于多旋翼无人机的远程侦察打击系统包括：无人机平台、一体化侦察打击载荷、信号处理模块、地面控制站。

其中无人机平台作为基于多旋翼无人机的远程侦察打击系统的空中平台，挂载一体化侦察打击载荷及信号处理单元进行升空，通过机载通信单元将一体化侦察打击载荷的图像数据进行远程回传，地面控制器通过地面通信单元接受图像数据，通过地面控制器中察打一体软件对图像信息进行特征点分析及识别，出现可疑目标后锁定并进行智能声光报警提醒，操作员根据威胁程度进行应急处理。

其中所述无人机平台为满足大载重需求，考虑到起飞重量限制、负载能力需要、飞行速度要求等，无人机平台采用“X”型布局六轴设计，每个轴的各安装一个电机和螺旋桨实现整机实现动力布局。

一体化侦察打击载荷包括三光吊舱、喊话单元、远程打击装置、载荷挂架。其中，载荷挂架用于挂装三光吊舱、喊话器、红外瞄准具、远程打击装置，其通过安装孔位对所述设备进行安装固定，并依据重心位置进行前后排布，一体化侦察打击载荷通过碳纤维板固定结构挂装在无人机机腹中心位置，保证无人机重心无偏移。三光吊舱具备可见光单元及红外单元，可见光单元用于日间采集巡查区域内图像信息，红外单元用于采集夜间巡查区域内图像信息，用于昼夜目标侦察搜寻，三光吊舱将目标区域图像数据传输至信号处理单元，信号处理单元将数据进行加帧头处理并发送至机载通信单元。机载通信单元将图像数据传输至地面控制站。喊话单元具备在线喊话和离线喊话，对指定范围内可疑目标进行警告及驱离，机载通信单元通过接受地面控制站发送喊话数据，将喊话数据发送至信号数据单元，信号处理单元将喊话数据进行解帧处理发送至喊话单元，喊话单元根据数据执行喊话指令。

远程打击装置包括红外瞄准具、武器挂架、击发装置、保险装置，其中红外瞄准具与武器挂架采用同轴安装，保证枪械准星与瞄具准星处于一条水平线；武器挂架包含一套俯仰控制电机，可带动武器挂架及红外瞄准具进行俯仰方向运动，调整俯仰角度用于控制步枪打击角度。其中所述红外瞄准具可将带自带准星的红外图像数据传输至信号处理单元，由信号处理单元进行加帧头处理后发送至机载通信单元，由机载通信单元将数据传输至地面控制站。所述击发装置为两组带舵机的拨杆，通过舵机控制拨杆触发步枪扳机，共设置三个档位，分别为单发状态、连发状态、归位状态。所述保险装置为一组带舵机的拨杆，拨杆与步枪保险相连，通过舵机控制拨杆联动步枪保险，共设置两个档位，分别为开启状态和关闭状态。远程打击装置中所述的击发装置和保险装置，通过地面控制站发送响应指令远程控制舵机控制，地面控制站中载荷控制软件发送保险开发指令和击发指令，机载通信单元收到相关指令后，发送至信号处理单元，信号处理单元进行解帧处理后发送至远程打击装置。由于打击装置含致命武器，仅操作人员进行人工确认才可发送相关指令。

其中所述信号处理模块包括图像信号收发单元，数据信号收发单元，数据处理单元，所述信号处理模块为满足机载通信单元传输需求，将下行多路信号数据整合为一路信号数据后传输给机载通信单元，机载通信单元将下行复合信号数据传输至地面控制站；地面控制站通过地面控制软件发送控制指令，由地面软件将上行指令整合成一路信号后发送至机载通信单元，机载通信单元将机载通信信号解帧处理后发送至一体化侦察打击载荷，控制载荷工作。所述图像信号收发单元输入端包含两路同步422图像接口，可接收红外瞄准具及三光吊舱的图像数据，接收后数据传输至数据处理单元，进行加帧及数据打包处理后由图像信号收发单元输出一路同步422形式的复合图像数据。数据信号接收单元主要接收地面控制发送的复合控制数据，将数据接收后发送至数据处理单元，进行解帧拆包处理后由数据收发单元输出多路串口控制信号，并发送至一体化侦察打击载荷。所述数据处理单元，主要为将多路图像数据打包成一路复合图像数据及将一路复合载荷控制数据进行拆包成多路载荷控制数据。

地面控制站包括地面显控终端，地面电源，地面通信单元，地面监控软件。所述地面电源为地面显控终端及地面通信单元提供供电，将220V交流电转换成19V及12V直流电。所述地面显控终端具备采用双屏加固计算机，装载地面监控软件，上屏显示侦察图像，下屏显示飞行航迹和各种飞行参数。操作手通过软件界面、摇杆和功能键对无人机进行飞行控制以及对任务吊舱进行操作控制。地面通信单元主要由地面通信单元、收发信机和天线组成，一方面用于发射地面控制站对无人机和任务载荷的遥控指令，另一方面可以接收由机载通信单元下传的无人机工作状态(飞行高度、速度、姿态等)和任务载荷获取的影像数据(可见光、红外等)等遥测数据。

所述地面监控软件主要包括图像监控模块，无人机监控模块，载荷监控模块，数据管理模块。所述图像监控模块主要用于显示图像显示，采用两路图像分屏同屏设计，其中左屏显示红外瞄准具图像，用于打击阶段的准星瞄准目标；右屏为三光吊舱图像，用于显示侦察图像，发现可疑目标，软件内置人脸检测及目标识别算法，通过实时图像侦测到侦测到可以目标后进行锁定及报警。无人机监控模块通过接收物理摇杆、按键、软件键盘等操控方式，通过软件对对无人机的起降、飞行控制和指定位置悬停等功能；飞行控制主要包括：解锁、一键起飞、一键降落、加锁、遥控、程控、飞行模式切换、自动返航、指点飞行功能，通过无人机控制模块实现多旋翼无人机平台控制，对无人机飞行速度、高度、航向、姿态等飞行信息进行监视。载荷监控模块对一体化侦察打击载荷进行监控。所述载荷控制模块包括光电控制单元，包含云台扫描按键，云台归中按键，图像切换按键，能够显示任务载荷实时回传的任务数据和状态数据，具有目标定位功能。所述载荷监控模块包括喊话器控制单元，可控制调整喊话器角度按键，可播放及切换离线音频，可实现在线喊话功能。所述载荷控制模块包括枪载控制，可控制枪械切换打击单发模式按键，进入连发模式，进入待发模式；可切换枪械保险开关打开关闭；可调整俯仰机构角度。所述数据处理单元主要与机载信号处理模块联动，通过加帧解帧及拆包解包操作，将多路载荷控制数据打包成一路复合载荷控制数据及将一路复合图像数据进行拆包成多路图像数据。

本发明的另一个目的在于提供一种基于多旋翼无人机的远程侦察打击系统的控制方法。

本发明的基于多旋翼无人机的远程侦察打击系统的控制方法，包括以下步骤：

S1，无人机平台挂装一体化侦察打击载荷，根据任务需求通过地面控制站设置目标点，系统加电待机，远程侦察打击系统完成部署状态；

S2，下达自动飞行指令，无人机平台起飞前往目标区域，一体化侦察打击载荷进入监视工作状态并回传扫描图像信息，通过地面控制站的地面监控软件监视无人机平台状态，监视软件识别可疑目标后进行报警及锁定；

S3，确认目标后，一体化载荷进入喊话工作状态，对目标进行喊话驱离；

S4，警告无效后，无人机平台对通过红外瞄准具对目标进行锁定，一体化载荷进入远程打击状态，操作员通过地面监控软件调整远程打击装置射击角度。通过地面监控软件发送保险打开指令打开远程打击装置保险，发送单发或连发指令对目标进行精准打击，打击完成后关闭枪械保险开关。完成打击后无人机重新进入监视工作状态。

S6，目标区域巡查后无人机平台自动返航降落，远程侦察打击系统完成单次侦察打击任务。

下面参照附图作一更具体的说明：

参照图1至图5，本实施例通过无人机平台挂载一体化侦察打击载荷并实现数据交互，通过无人机平台通信单元与地面控制站实现交互。基于多旋翼无人机的远程侦察打击系统包括：无人机平台、一体化侦察打击载荷、信号处理模块、地面控制站。一体化侦察打击载荷具备侦察、喊话、瞄准打击功能。包括一体化侦察打击载荷包括三光吊舱、喊话单元、远程打击装置、载荷挂架。地面控制站包括地面显控终端，地面电源，地面通信单元，地面监控软件地面控制站通过信号处理模块及机载通信单元对一体化侦察打击载荷进行控制。通过上述装置可有效解决在复杂地形环境下的日常巡查、目标打击，有效提高安防部队巡察效率，在治安反恐和边境巡逻等领域有较大工程实践意义。

该装置实现一体化载荷设计，该装置包括三光吊舱、喊话单元、远程打击装置、载荷挂架。

所述的三光吊舱吊舱主要用于搜索可疑目标，实现昼夜图像侦察，吊舱具备定点扫描功能，可实现360度方位角侦察。

所述的喊话器主要用于喊话警告，高空喊话器由功放单元、解码单元以及扬声器单元构成，通过通信单元实现远程喊话警告，同时支持地面端远程实时喊话，高空喊话器作用距离不小于100米。

所述远程打击装置包括红外瞄准具、武器挂架、击发装置、保险装置，所述的红外瞄准具由红外镜头、红外机芯等组成，可满足射击瞄准以及夜间及不良天候下侦察监视等需求，图像中心具有十字准心用于瞄准。通过测控链路远程控制舵机实现机械结构调整，其中击发舵机为左右对称分布，通过控制舵机正反转固定角度带动机械结构扣动扳机；其中保险结构通过控制舵机正反转固定角度实现保险打开关闭；其中俯仰舵机为直线舵机，通过控制舵机伸出长度控制武器挂架的俯仰角度调整。红外瞄准具与俯仰机构采用同轴设计，俯仰机构带动红外瞄具安装轴转动，保证观瞄与步枪枪口呈同一水平线，确保射击精准度。

所述载荷挂架，包括用于提供射击时步枪的前冲动能且在步枪后坐时起缓冲作用的前冲机构，及用于击发步枪开火的击发机构，及用于控制步枪射角以实现对目标的瞄准的射角控制机构。通过碳板及螺丝固定各组件，并增加钢丝减震器后与多旋翼无人机平台固定。

本实施例还公开了一种信号处理模块，可用于处理多路控制信号传输及多路图像回传。

所述的信号处理模块与多旋翼无人机通过航插相连，该接口其中包含一路载荷控制通道，采用RS422传输，具备载荷控制上行及载荷遥测下行，其中载荷控制上行用于传输地面发送的载荷控制指令给侦察打击装置。载荷遥测下行用于传输侦察打击装置的遥测信息给地面端。其中包含一路图像通道，采用同步422传输，用于传输侦察打击装置的大容量载荷图像数据。

所述的信号处理模块具备两个外部接口与一体化侦查打击载荷相连，其中一个为图像接口，含有3路同步422接口，1号同步422接口用于接收红外瞄准具图像数据，2号同步422接口可接收预留图像数据，3号同步422接口可用于接收三光吊舱图像数据。

其中图像通道可在不超过最大带宽情况下支持三路图像同时回传，该图像接口通过判断图像信息帧头后组合成一路复合图像，其中红外瞄准具图像数据为0xeb 0x90帧头，每帧传输256字节，其中光电吊舱图像数据为0x47帧头，每帧传输256字节，由信号处理模块将各路图像数据按同步422接口顺序将图像数据排列，并添加0x00帧头后组合为包含多路复合图像数据。通过机载数据链传输至地面端。

地面控制站通过识别数据帧头0x00后获取指定长度的复合数据，对指定长度的复合数据中0xeb 0x90帧头搜索，将256字节图像数据通过UDP组播方式发送至指定端口，由图像解码软件进行解码播放红外瞄准具图像，对指定长度的复合数据中0x47帧头搜索，将256字节图像数据通过UDP组播方式发送至指定端口，由图像解码软件进行解码播放三光吊舱图像。

所述的信号处理模块具备两个外部接口与一体化侦查打击载荷相连，其中一个为载荷控制接口，支持多路控制信号传输。信号处理模块根据组件类型进行通信接口设计，接口顺序如表1所述。

表1信号处理模块载荷控制接口顺序表

序号	类型	备注
			1	LVTTL接口	俯仰控制结构
2	TTL接口	击发控制结构
			3	TTL接口	保险控制结构
4	RS232	红外瞄准具
			5	RS422	三光吊舱
6	RS422	喊话器
			7	RS232	备份

如表1所示LVTTL接口为武器挂架俯仰控制结构直线舵机控制接口，微型直线伺服驱动器内部集成了微型电机、减速器、丝杆机构、传感器以及驱动控制系统，通过LVTTL通信可以实现行程范围内任意位置精确伺服控制，进而控制用于调节步枪射击角度。

如表1所示TTL接口为武器挂架击发控制结构舵机控制接口，舵机可通过TTL通信接收数据包，指定舵机正转或反转指定角度，通过舵机带动扳机联动机构实现击发。

如表1所示TTL接口为武器挂架保险控制结构舵机控制接口，舵机可通过TTL通信接收数据包，指定舵机正转或反转指定角度，通过舵机带动保险联动机构实现保险开关。

如表1所示RS232接口为红外瞄准具预留控制接口，红外瞄准具可通过数据包改变相应指标如焦距、放大倍数等。

如表1所示RS422接口为三光吊舱控制接口，所述吊舱控制可通过指令实现红外可见光切换、可见光载荷电子变倍、红外吊舱电子放大、云台扫描、云台归中垂直下视、方位锁定等功能。

表1所述RS422接口支持吊舱回传云台方位角、俯仰角、横滚角等，目标定位经纬度，激光测距值等信息。

表1所述RS422接口接口为喊话器控制接口，通过喊话数据上传，实现在线喊话，支持通过接收指令，控制远程播放离线声源。支持控制调整喊话器角度0到90度角度调整。

载荷控制通道可支持多路数据上传，通过地面端发送控制指令，由地面软件区分不同载荷控制指令并对其添加帧头，如表2所示。

表2载荷控制指令帧头类型表

定义载荷控制复合数据，给控制指令数据如表2所示添加帧头后，将载荷控制有效数据按帧头填入相应复合数据，地面软件将复合数据发送至指定UDP端口，由地面数据终端将数据发送至机载端。

机载端收到复合数据后将数据通过载荷控制通道发送至信号处理模块，信号处理模块对接收道德数据进行拆包处理，通过判断复合数据中帧类型，对应将复合数据中的控制指令发送至指定模块，进而实现多载荷控制。

地面控制站包括地面显控终端，地面电源，地面通信单元，地面监控软件。所述地面电源为地面显控终端及地面通信单元提供供电，将220V交流电转换成19V及12V直流电。所述地面显控终端具备采用双屏加固计算机，装载地面监控软件，上屏显示侦察图像，下屏显示飞行航迹和各种飞行参数。地面通信单元主要用于发射地面控制站对无人机和任务载荷的遥控指令，可以接收由机载通信单元下传的无人机工作状态(飞行高度、速度、姿态等)和任务载荷获取的影像数据(可见光、红外等)等遥测数据。地面控制站系统结构图如图5所示。

所述地面监控软件主要包括图像监控模块，无人机监控模块，载荷监控模块，数据管理模块。所述图像监控模块主要用于显示图像显示，采用两路图像分屏同屏设计。无人机监控模块通过接收物理摇杆、按键、软件键盘等操控方式，通过软件对对无人机的起降、飞行控制和指定位置悬停等功能。载荷监控模块对一体化侦察打击载荷进行监控。所述载荷控制模块包括光电控制单元，喊话器控制单元，枪载控制单元。所述数据处理单元主要与机载信号处理模块联动，通过加帧解帧及拆包解包操作，将多路载荷控制数据打包成一路复合载荷控制数据及将一路复合图像数据进行拆包成多路图像数据。

综上所述本发明的公开了一种基于多旋翼无人机的远程侦察打击系统，通过地面软件及信号处理模块实现多载荷控制和多路图像回传，实现多旋翼无人机侦察打击驱离一体化功能，针对枪械结构设计远程保险装置和远程击发装置，保证无人机带载飞行对在复杂地形远下的距离超视距打击。本装置可有效提高武警安防部队侦察反恐效率，提高人员安全性，降低人员损失。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，不是全部的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种基于多旋翼无人机的远程侦查打击系统，包括无人机平台，其特征在于，还包括一体化侦查打击载荷、信号处理模块和地面控制站；

其中，无人机平台作为基于多旋翼无人机的远程侦察打击系统的空中平台，挂载一体化侦察打击载荷和信号处理模块进行升空，通过无人机平台本身的机载通信单元将一体化侦察打击载荷的图像数据进行远程回传；

地面控制器通过地面通信单元接受图像数据，通过地面控制器中察打一体软件对图像信息进行特征点分析及识别，出现可疑目标后锁定并进行智能声光报警提醒，操作员根据威胁程度进行应急处理；

所述一体化侦察打击载荷包括三光吊舱、喊话单元、远程打击装置和载荷挂架；其中，载荷挂架通过安装孔挂装三光吊舱、喊话器和远程打击装置，并依据重心位置适应性排布；

信号处理模块包括图像信号收发单元、数据信号收发单元和数据处理单元；

所述信号处理模块为满足机载通信单元传输需求，将下行多路信号数据整合为一路信号数据后传输给机载通信单元，机载通信单元将下行复合信号数据传输至地面控制站；地面控制站通过地面控制软件发送控制指令，由地面控制器将上行指令整合成一路信号后发送至机载通信单元，机载通信单元将机载通信信号解帧处理后发送至一体化侦察打击载荷，控制载荷工作。

2.根据权利要求1所述的一种基于多旋翼无人机的远程侦查打击系统，其特征在于，所述三光吊舱具备可见光单元及红外单元，可见光单元用于日间采集巡查区域内图像信息，红外单元用于采集夜间巡查区域内图像信息，用于昼夜目标侦察搜寻，三光吊舱将目标区域图像数据传输至信号处理模块，信号处理模块将数据进行加帧头处理并发送至机载通信单元，机载通信单元将图像数据传输至地面控制站；

喊话单元具备在线喊话和离线喊话，对指定范围内可疑目标进行警告及驱离，机载通信单元通过接受地面控制站发送喊话数据，将喊话数据发送至信号处理模块，信号处理模块将喊话数据进行解帧处理发送至喊话单元，喊话单元根据数据执行喊话指令；

远程打击装置包括红外瞄准具、武器挂架、击发装置和保险装置，其中红外瞄准具与武器挂架采用同轴安装，保证枪械准星与瞄具准星处于一条水平线；武器挂架包含一套俯仰控制电机，可带动武器挂架及红外瞄准具进行俯仰方向运动，调整俯仰角度用于控制步枪打击角度；其中所述红外瞄准具可将带自带准星的红外图像数据传输至信号处理模块，由信号处理模块进行加帧头处理后发送至机载通信单元，由机载通信单元将数据传输至地面控制站；所述击发装置为两组带舵机的拨杆，通过舵机控制拨杆触发步枪扳机，共设置三个档位，分别为单发状态、连发状态和归位状态；所述保险装置为一组带舵机的拨杆，拨杆与步枪保险相连，通过舵机控制拨杆联动步枪保险，共设置两个档位，分别为开启状态和关闭状态；所述远程打击装置中所述的击发装置和保险装置，通过地面控制站发送响应指令远程控制舵机控制，地面控制站中载荷控制软件发送保险开发指令和击发指令，机载通信单元收到相关指令后，发送至信号处理模块，信号处理模块进行解帧处理后发送至远程打击装置。

3.根据权利要求2所述的一种基于多旋翼无人机的远程侦查打击系统，其特征在于，所述图像信号收发单元输入端包含两路同步422图像接口，用于接收红外瞄准具及三光吊舱的图像数据，接收后数据传输至数据处理单元，进行加帧及数据打包处理后由图像信号收发单元输出一路同步422形式的复合图像数据；数据信号接收单元主要用于接收地面控制器发送的复合控制数据，将数据接收后发送至数据处理单元，数据处理单元进行解帧拆包处理后由数据收发单元输出多路串口控制信号，并发送至一体化侦察打击载荷；所述数据处理单元，用于将多路图像数据打包成一路复合图像数据及将一路复合载荷控制数据进行拆包成多路载荷控制数据。

4.根据权利要求3所述的一种基于多旋翼无人机的远程侦查打击系统，其特征在于，所述地面控制站包括地面显控终端、地面电源、地面通信单元和地面监控单元；

所述地面电源为地面显控终端及地面通信单元提供供电，将220V交流电转换成19V及12V直流电；所述地面显控终端具备采用双屏加固计算机，装载地面监控单元，上屏显示侦察图像，下屏显示飞行航迹和各种飞行参数；操作手通过界面、摇杆和功能键对无人机进行飞行控制以及对任务吊舱进行操作控制；地面通信单元主要由地面通信单元、收发信机和天线组成，一方面用于发射地面控制站对无人机和任务载荷的遥控指令，另一方面可以接收包括由机载通信单元下传的无人机工作状态和任务载荷获取的影像数据在内的遥测数据。

5.根据权利要求4所述的一种基于多旋翼无人机的远程侦查打击系统，其特征在于，所述地面监控单元包括图像监控模块、无人机监控模块、载荷监控模块和数据管理模块；

所述图像监控模块用于显示图像显示，采用两路图像分屏同屏设计，其中左屏显示红外瞄准具图像，用于打击阶段的准星瞄准目标；右屏为三光吊舱图像，用于显示侦察图像，发现可疑目标；图像监控模块内置人脸检测及目标识别算法，通过实时图像侦测到侦测到可以目标后进行锁定及报警；

所述无人机监控模块通过接收物理摇杆、按键和键盘实现对无人机的起降、飞行控制和指定位置悬停功能；

所述载荷监控模块对一体化侦察打击载荷进行监控；所述载荷控制模块包括光电控制单元，光电控制单元包含云台扫描按键，云台归中按键，图像切换按键，能够显示任务载荷实时回传的任务数据和状态数据，具有目标定位功能；所述载荷监控模块包括喊话器控制单元，喊话器控制单元用于控制调整喊话器角度按键，可播放及切换离线音频，用于实现在线喊话功能；所述载荷监控模块包括枪载控制，用于控制枪械切换打击单发模式按键，进入连发模式或待发模式，用于切换枪械保险开关打开或关闭；可调整俯仰机构角度。所述数据处理单元主要与机载信号处理模块联动，通过加帧解帧及拆包解包操作，将多路载荷控制数据打包成一路复合载荷控制数据及将一路复合图像数据进行拆包成多路图像数据。

6.一种远程侦察打击方法，其特征在于，通过如权利要求5所述的一种基于多旋翼无人机的远程侦察打击系统实现；具体包括以下步骤：

步骤1，根据任务需求通过地面控制站设置目标点，系统加电待机，远程侦察打击系统完成部署状态；

步骤2，下达自动飞行指令，无人机平台起飞前往目标区域，一体化侦察打击载荷进入监视工作状态并回传扫描图像信息，通过地面控制站的地面监控软件监视无人机平台状态，监视识别可疑目标后进行报警及锁定；

步骤3，确认目标后，一体化侦察打击载荷进入喊话工作状态，对目标进行喊话驱离；警告有效，进行步骤5；警告无效后，进行步骤4；

步骤4，无人机平台对通过红外瞄准具对目标进行锁定，一体化侦察打击载荷进入远程打击状态，操作员通过地面监控单元调整远程打击装置射击角度；通过地面监控单元发送保险打开指令打开远程打击装置保险，发送单发或连发指令对目标进行精准打击，打击完成后关闭枪械保险开关；完成打击后无人机重新进入监视工作状态；

步骤5，目标区域巡查后无人机平台自动返航降落，远程侦察打击系统完成单次侦察打击任务。

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