[发明专利]一种适用于小型飞行器光电系统高效扫描方法

说明书

本发明属于机载光电系统地面搜索侦察技术领域，具体涉及一种适用于小型飞行器光电系统高效扫描方法，实现在低空、小俯仰角应用场景下高效扫描同时避免漏扫，既能提高搜索效率又能保证侦察品质。该方法首先依据飞行器在扫描起始时刻的飞行状态，计算出一套优化的扫描参数，完成扫描过程；其次，采用基于地理坐标点的指向控制方法，使地面上扫描条带平直，在飞行航迹两侧形成一定幅宽的规则区域，最大限度利用探测器的探测能力。最后，建立警示及退出机制，保证扫描数据的有效性和可靠性。本发明可以实现在低空、小俯仰角的应用场景下全覆盖、高效地扫描飞行航迹周围区域，具有隐蔽性好，扫描范围大，效率高的特点，降低了对飞行器飞行控制要求。

技术领域

本发明属于机载光电系统地面搜索侦察技术领域，具体涉及一种适用于小型飞行器光电系统高效扫描方法。

背景技术

当前机载光电吊舱对地面的搜索侦察应用中，主要是利用载体的机动性对下方或前下方区域进行实时扫描，受小型飞行器布局限制，横向悬挂方式集成的光电系统，采用横滚扫描、并利用平台飞行路径实现区域侦察是较高效的搜索侦察工作模式。考虑到平台飞行高度、速度有限，采用低空、小俯仰角横滚扫描方式较有利于系统的安全。目前采用横滚扫描方式的应用，主要是高空、远距离侦察，通常采用大俯仰角、过顶侦察模式，该种应用下，俯仰角仅需对航向位移进行补偿。但在小型飞行器侦察应用中，俯仰角较小，利用以前的扫描方法时，横滚方向转动在地面的扫过的区域会产生明显的变形，形成一个弧形的条带，两端扫描点向前方延伸，与飞行器距离大大加长，视轴距离产生较大的变化，极大地限缩基于一定可视级别(如基于探测级别、识别级别等)的有效搜索幅宽，造成实际有效扫描区域变窄，如图1所示。同时，在高空、远距离的侦察应用中，由于覆盖面大，对扫描的效率要求相对较低，但小型飞行器的侦察应用中，由于飞行速度慢、高度低，视场覆盖面小，建立一套优化的扫描参数对提升扫描效率尤为重要。另一方面，小型飞行器飞行状态容易受到外界环境影响，为了确保搜索侦察品质(最大搜索幅宽、一定的重叠率)，侦察采用基于地理坐标点的指向控制方法，但在实际搜索侦察中，其品质仍然受平台的影响，当飞行器飞行状态发生改变，仍然按照先前设定的扫描参数扫描时，在扫描俯仰角度上会产生累积误差，误差超过一定限度，将会导致扫描重叠区域过大或者过小，使扫描重叠率无法满足需求，甚至使扫描机构达到机械限位。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：针对应用在小型飞行器横向悬挂方式装载的光电系统，如何提供一种对地面区域侦察的扫描方法，要求该方法可以实现在小俯仰角的应用场景下的高效扫描，同时避免漏扫，既能提高搜索效率又能保证侦察品质。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种适用于小型飞行器光电系统高效扫描方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：依据飞行器在扫描起始时刻的飞行状态，计算出一套优化的扫描参数，该扫描参数在扫描模式启动时装订，飞行过程中结合姿态信息实时调整视轴指向扫描点位置，完成扫描过程；

步骤2：采用基于地理坐标点的指向控制方法，使地面上扫描条带平直，在飞行航迹两侧形成一定幅宽的规则区域，最大限度利用探测器的探测能力。

其中，所述步骤1中计算扫描参数，在探测器视距限制下，根据飞行器高度、速度和预设扫描条件，利用优化算法计算出扫描幅宽、初始俯仰角和各扫描点位置参数，并最终生成扫描点位置坐标序列。

其中，所述步骤1包括：

步骤11：设定计算条件，包括飞行状态，探测器参数及预设扫描条件；所述飞行状态包括飞行器的飞行高度、速度；所述探测器参数包括视距、视场；所述预设扫描条件包括扫描频率、重叠率；

步骤12：计算扫描参数最优值；所述扫描参数最优值包括初始俯仰角，最大横滚角，步进幅数；

步骤13：计算单视场在地面的映射区域；