【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于航空控制，涉及一種無人機光電傳感器在線偵察規劃方法。
技術介紹
1、無人機使用光電傳感器按照一定策略對指定目標區域進行偵察，獲取目標區域圖像信息，通過自動目標識別算法進行目標檢出與定位。自動目標識別算法要求目標圖像像素不低于某一特定值，目標距離不大于某一特定值，光電傳感器可獲取特定像素的目標區域圖像。傳統使用中，無人機光電傳感器區域偵察規劃采用事先規劃方式，選擇一個固定的光電傳感器視場及視軸指向，依據目標區域等規劃無人機航路點，將航路點加載給飛控系統，引導無人機完成區域偵察。
2、傳統偵察規劃方法存在一些不足，①通過控制無人機航路進行偵察規劃需要多次連續轉彎，任務時間長，偵察效率低，不適用于隨遇目標攻擊任務場景；②不對光電傳感器視場及視軸指向進行實時控制，不能充分發揮光電傳感器探測性能，光電傳感器固定視場約束等增加了飛機暴露在地面防空系統中的風險；③不適用于無人機高速運動使用場景。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是：
2、為了避免現有技術的不足之處，本專利技術提供一種無人機光電傳感器在線偵察規劃方法，用于解決現有偵查規劃方法沒有對光電傳感器進行實時控制導致偵察效率低的問題。
3、為了解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案為：
4、一種無人機光電傳感器在線偵察規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：
5、步驟1：基于無人機、目標區域相對位置關系，按照長向搜索原則確定偵察進入邊和進入方向；基于偵察
6、步驟2：基于無人機、偵察點位置及進入角計算偵察點地理方位角以及瞄準線與垂向夾角；
7、步驟3：基于自動目標識別算法對目標圖像像素需求、光電傳感器探測器分辨率計算光電傳感器探測視場；
8、步驟4：建立光電傳感器探測模型，基于偵察點地理方位角、光電傳感器探測視場、無人機高度計算光電傳感器探測器在地面可觀測到的范圍；基于光電傳感器探測器在地面可觀測到的范圍、瞄準線與垂向夾角、偵察圖像垂向重疊率及航向重疊率約束，計算光電傳感器在偵察區域的有效探測范圍；
9、步驟5：針對凸多邊形目標區域，基于有效探測范圍實時計算地理偵察線與地理偵察點，將實時計算的地理偵察點裝訂給光電傳感器；
10、步驟6：按照步驟2～步驟5依次完成各地理偵察點計算，直至累計航向距離超過最遠點至進入邊距離，退出在線光電偵察任務。
11、本專利技術進一步的技術方案：所述選擇偵察進入邊和進入方向的步驟中，包括：
12、計算無人機到目標區域的各個頂點的距離，選擇距離最近的頂點；
13、基于最近頂點與相鄰兩個頂點確定兩條相鄰邊，計算目標區域的各個頂點到兩條相鄰邊的垂直距離，分別選擇兩個垂直距離中的最大值；基于兩個垂直距離的最大值確定進入邊和進入方向。
14、本專利技術進一步的技術方案：所述基于兩個垂直距離的最大值確定進入邊和進入方向的步驟中，包括：
15、比較兩個垂直距離的最大值；
16、如果垂直距離的最大值的頂點為順時針相鄰的第一頂點，則將最近頂點與順時針相鄰的第一頂點的連線作為進入邊，進入方向為順時針；
17、如果垂直距離的最大值的頂點為逆時針相鄰的第一頂點，則將逆時針相鄰的第一頂點與最近頂點的連線作為進入邊，進入方向為逆時針。
18、本專利技術進一步的技術方案：所述基于偵察進入邊和進入方向計算偵察進入點及進入角的步驟中，包括：
19、以最近頂點為圓心、自動目標識別算法的最大識別距離為半徑做圓；獲得該圓與進入邊的中垂線的兩個交點；
20、基于進入方向和交點位于進入邊的同側或異側，將兩個交點的坐標代入進入邊進行確定進入點和退出點；
21、將進入點和退出點的連線與正北夾角作為進入角。
22、本專利技術進一步的技術方案：所述基于進入方向和交點位于進入邊的同側或異側，將兩個交點的坐標代入進入邊進行確定進入點和退出點的步驟中，包括：
23、當進入方向為順時針方向，當交點p1為異側點，則有：
24、(ax1+by1+c)(axback+byback+c)＜0
25、(ax2+by2+c)(axback+byback+c)＞0
26、其中，(xback,yback)為順時針與最近頂點相鄰的最后一個頂點，ax+by+c＝0為進入邊的方程；
27、取p1為進入點penter，同側交點p2為退出點pesc；
28、反之，當p2為異側點，則取p2為進入點penter，p1為退出點pesc；
29、當進入方向為逆時針方向，當p1為異側點，則有：
30、(ax1+by1+c)(axnext+bynext+c)＜0
31、(ax2+by2+c)(axnext+bynext+c)＞0
32、其中，(xnext,ynext)為順時針與最近頂點相鄰的第一個頂點，
33、取p1為進入點penter，p2為退出點pesc；
34、反之，當p2為異側點，則取p2為進入點penter，p1為退出點pesc。
35、本專利技術進一步的技術方案：所述計算偵察點地理方位角以及瞄準線與垂向夾角的步驟中，包括：
36、基于無人機、偵察點位置計算地球坐標系下瞄準線矢量，將地球坐標系瞄準線矢量轉換為無人機地理系下瞄準線矢量；
37、基于無人機地理系下瞄準線矢量、進入角計算偵察點地理方位角；
38、基于無人機地理系下瞄準線矢量、無人機與地理偵察點距離計算瞄準線與垂向夾角。
39、本專利技術進一步的技術方案：所述計算光電傳感器探測視場的步驟中，包括：
40、基于自動目標識別算法對目標圖像像素要求及典型目標尺寸，計算光電傳感器探測瞬時視場；
41、基于光電傳感器探測瞬時視場和光電傳感器探測器實際分辨率計算光電傳感器探測器垂向視場與航向視場。
42、本專利技術進一步的技術方案：所述計算光電傳感器探測器在地面可觀測到的范圍的步驟中，包括：
43、
44、lp＝h(tan(θlos+fovp/2)-tan(θlos-fovp/2))
45、其中，lv為垂向觀測范圍，lp為航向觀測范圍，h為無人機的高度，θlos為偵察點地理方位角，fovv×fovp為光電傳感器探測視場。
46、本專利技術進一步的技術方案：所述計算光電傳感器在偵察區域的有效探測范圍的步驟中，包括：
47、
48、其中，δv為垂向重疊率，δp為航向重疊率，為瞄準線與垂向夾角。
49、本專利技術進一步的技術方案：所述計算地理偵察線與地理偵察點的步驟中，包括：
50、計算偵察點累計航向距離，構造單地理偵察線；
51、計算單地本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種無人機光電傳感器在線偵察規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述一種無人機光電傳感器在線偵察規劃方法，其特征在于，所述選擇偵察進入邊和進入方向的步驟中，包括：
3.根據權利要求2所述一種無人機光電傳感器在線偵察規劃方法，其特征在于，所述基于兩個垂直距離的最大值確定進入邊和進入方向的步驟中，包括：
4.根據權利要求1所述一種無人機光電傳感器在線偵察規劃方法，其特征在于，所述基于偵察進入邊和進入方向計算偵察進入點及進入角的步驟中，包括：
5.根據權利要求4所述一種無人機光電傳感器在線偵察規劃方法，其特征在于，所述基于進入方向和交點位于進入邊的同側或異側，將兩個交點的坐標代入進入邊進行確定進入點和退出點的步驟中，包括：
6.根據權利要求1所述一種無人機光電傳感器在線偵察規劃方法，其特征在于，所述計算偵察點地理方位角以及瞄準線與垂向夾角的步驟中，包括：
7.根據權利要求1所述一種無人機光電傳感器在線偵察規劃方法，其特征在于，所述計算光電傳感器探測視場的步驟中，包括：
8.根據權
9.根據權利要求8所述一種無人機光電傳感器在線偵察規劃方法，其特征在于，所述計算光電傳感器在偵察區域的有效探測范圍的步驟中，包括：
10.根據權利要求1所述一種無人機光電傳感器在線偵察規劃方法，其特征在于，所述計算地理偵察線與地理偵察點的步驟中，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種無人機光電傳感器在線偵察規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述一種無人機光電傳感器在線偵察規劃方法，其特征在于，所述選擇偵察進入邊和進入方向的步驟中，包括：
3.根據權利要求2所述一種無人機光電傳感器在線偵察規劃方法，其特征在于，所述基于兩個垂直距離的最大值確定進入邊和進入方向的步驟中，包括：
4.根據權利要求1所述一種無人機光電傳感器在線偵察規劃方法，其特征在于，所述基于偵察進入邊和進入方向計算偵察進入點及進入角的步驟中，包括：
5.根據權利要求4所述一種無人機光電傳感器在線偵察規劃方法，其特征在于，所述基于進入方向和交點位于進入邊的同側或異側，將兩個交點的坐標代入進入邊進行確定進入點和退出點的步驟中，包括：<...
【專利技術屬性】
技術研發人員：齊慶璽，白文博，王克帆，韓云，
申請(專利權)人：中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所，
類型：發明
國別省市：
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