[发明专利]基于毫米波雷达的车载旋翼无人机回收引导系统及方法

说明书

基于毫米波雷达的车载旋翼无人机回收引导系统及方法，包括车载GPS系统、车载毫米波雷达系统、车载旋翼无人机回收系统、供电系统和中央控制器，由车载GPS系统实时获取车辆所在位置，由中央控制器向旋翼无人机飞控系统发送返航指令；实时比对旋翼无人机与车辆间的距离是否达到降落阈值由车载毫米波雷达系统向旋翼无人机发送电磁波信号，并接收旋翼无人机反射回来的回波信号，解算旋翼无人机与车辆间的距离、相对于车辆的速度及俯仰角信息实时比对旋翼无人机与车辆间的距离是否达到回收距离阈值启动车载无人机回收系统，完成旋翼无人机的回收。本发明可以有效提高旋翼无人机作战环境的普适性，实现旋翼无人机的自主降落、全天候动态回收。

技术领域

本发明涉及无人机回收领域，尤其是涉及一种基于毫米波雷达的车载旋翼无人机回收引导系统及方法。

背景技术

车载旋翼无人机是一种以陆地车辆作为基站的作战机种，拥有侦查、反制、战场动态管控等作战能力，能最大程度地适应陆地的工作环境、自然环境和作战环境。目前，旋翼无人机回收引导方式的研究应用主要有激光引导、GPS引导和电视跟踪引导等。其中激光引导和电视跟踪引导的核心技术是图像处理技术，将旋翼无人机飞控系统中预存的图片与机载摄像头所拍摄图片进行实时比对，寻找降落平台；GPS引导的核心技术是空间定位及导航技术，通过地面基站实时解算旋翼无人机的空间位置信息，向旋翼无人机飞控系统发送指令，令其返航。

以上旋翼无人机回收引导方式虽然简单易行，但是陆地战场情况多变，通常要进行夜间作战、恶劣天气情况作战，在这些极端条件下，激光引导和电视跟踪引导将不再具备优势；GPS引导在引导精度上表现一般，位置结算较慢，实时性较差。因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有旋翼无人机回收引导方式存在的不能实现旋翼无人机全天候回收、不能适应各种作战环境以及不能实现车载动态回收等问题，提供一种基于毫米波雷达的车载旋翼无人机回收引导系统及方法，可以有效提高旋翼无人机作战环境的普适性，实现旋翼无人机的自主降落、全天候动态回收。

基于毫米波雷达的车载旋翼无人机回收引导系统，其特征在于，包括：车载GPS系统、车载毫米波雷达系统、车载旋翼无人机回收系统、供电系统和中央控制器，

所述车载GPS系统用于获取车辆的实时位置信息，并将该实时位置信息传送至旋翼无人机；

所述车载毫米波雷达系统包括FM信号调制器、压控振荡器、定向耦合器、环形器、混频器、收发天线、低通滤波器和信号处理器，FM信号调制器的输入端与中央控制器的高低电平控制端连接，FM信号调制器的输出端与压控振荡器的输入端连接，FM信号调制器用于以FMCW调频连续波方式产生所需要的调制信号；压控振荡器用于产生GHz级别、连续周期等幅信号，压控振荡器的输出端与定向耦合器的输入端连接，定向耦合器的输出端分别与环形器的输入端、混频器的输入端连接，定向耦合器用于将一部分连续周期等幅信号输送至混频器作为本振信号，另一部分连续周期等幅信号输送至环形器由收发天线以电磁波形式向空中发射；环形器的收发复用端与收发天线连接，环形器的输出端与混频器的输入端连接，环形器用于对旋翼无人机反射回来的回波信号进行放大，以满足发射信号所需功率值，并将放大后的回波信号发送给混频器；混频器用于对放大后的回波信号与本振信号进行混频处理，得到差频信号；低通滤波器的输入端与混频器的输出端连接，低通滤波器的输出端与信号处理器的输入端连接，低通滤波器用于滤除差频信号中的噪声信号；信号处理器的输出端与中央控制器上的AD采样端口的输入端连接，信号处理器用于放大滤波后的差频信号，从而使得滤波后的差频信号强度达到中央控制器采集信号的强度要求；

所述供电系统分别与车载GPS系统、车载毫米波雷达系统、车载旋翼无人机回收系统、供电系统和中央控制器的电压输入端连接，用于提供车载GPS系统、车载毫米波雷达系统、车载旋翼无人机回收系统、供电系统和中央控制器相应的额定工作电压；