[发明专利]基于弹载红外导引头的惯性视觉组合导航方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于弹载红外导引头的惯性视觉组合导航方法及装置。包括：在采用制导武器进行作战任务时，获取攻击航线上的至少三个参考点，及至少三个参考点的参考点位置坐标；对导航系统获取的导航结果及参考点位置坐标进行坐标变换处理，得到视线角与导航姿态角误差和位置误差之间的非线性方程；根据制导武器上的红外导引头测量的参考点视线角建立组合导航滤波器量测方程；根据惯性导航原理得到组合导航滤波器状态方程；根据非线性方程、组合导航滤波器量测方程、组合导航滤波器状态方程和预设滤波算法，计算得到导航姿态角误差和位置误差，并根据导航姿态角误差和位置误差进行补偿。本发明可以红外末制导型制导武器的自主性和作战使用效能。

技术领域

本发明涉及组合导航技术领域，特别是一种基于弹载红外导引头的惯性视觉组合导航方法及装置。

背景技术

视觉导航是一种自主导航方式，利用图像传感器感知周围环境，并根据这些信息来确定相对位置关系，实现载体定位。在载体运动过程中可以基于环境进行相对定位，具有自主、在视距范围内相对精度高的优点，但易受天气、图像等环境因素影响，难以提供连续的导航定位信息。

随着各领域无人化、智能化、自主化需求的不断提高，视觉/惯性组合以其良好的互补性和自主性逐渐成为导航领域一个新的研究热点和重要发展方向。目前，视觉/惯性组合导航虽然在精度上不及目前普遍使用的GPS/惯性组合导航，但是自主性更强，尤其是在卫星信号中断、被屏蔽或低置信度的室内或城市“峡谷”环境下具有明显优势。

图像制导是制导武器采用主要的末制导方式之一，在制导武器中得到了广泛的应用。将制导武器已有的图像传感器与惯性传感器信息进行融合，实现视觉和惯性的优势互补，可以有效提高制导武器导航的自主性，提高制导武器的作战使用效能。而目前尚不存在对制导武器导航的相关方案。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种弹载红外导引头的惯性视觉组合导航方法及装置。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种弹载红外导引头的惯性视觉组合导航方法，包括：

在采用制导武器进行作战任务时，获取预先设定的攻击航线上的至少三个参考点，及所述至少三个参考点的参考点位置坐标；

对所述制导武器上携带的导航系统获取的导航结果及所述参考点位置坐标进行坐标变换处理，得到视线角与导航姿态角误差和位置误差之间的非线性方程；

根据所述制导武器上的红外导引头测量到的参考点视线角，建立组合导航滤波器量测方程；

根据惯性导航原理分析得到所述制导武器对应的组合导航滤波器状态方程；

根据所述非线性方程、所述组合导航滤波器量测方程、所述组合导航滤波器状态方程和预设滤波算法，计算得到所述制导武器对应的导航姿态角误差和位置误差，并根据所述导航姿态角误差和所述位置误差对所述制导武器导航误差进行补偿。

可选地，所述根据所述制导武器上的红外导引头测量到的参考点视线角，建立组合导航滤波器量测方程，包括：

基于自动目标识别技术对所述至少三个参考点进行识别和跟踪，得到所述至少三个参考点对应的参考点视线角；

将所述参考点视线角作为组合导航卡尔曼滤波器的量测输入，以建立所述组合导航滤波器量测方程。

可选地，所述根据所述制导武器上的红外导引头测量到的参考点视线角，建立组合导航滤波器量测方程，包括：

基于所述导航结果和参考点坐标计算得到的含有误差的目标参考点视线角；

根据所述参考点视线角和所述目标参考点视线角，建立所述组合导航滤波器量测方程。

可选地，通过下述公式(1)和公式(2)计算得到所述参考点视线角，