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CN105486175A - 基于大功率连续激光的低空安保防护系统及方法 - Google Patents

基于大功率连续激光的低空安保防护系统及方法 Download PDF

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CN105486175A CN201510802118.0A CN201510802118A CN105486175A CN 105486175 A CN105486175 A CN 105486175A CN 201510802118 A CN201510802118 A CN 201510802118A CN 105486175 A CN105486175 A CN 105486175A
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Abstract

本发明涉及低空安保防护领域，提供一种基于大功率连续激光的低空安保防护系统及方法，以解决现有处置系统存在效率不高、附带损伤高的问题，该系统包括告警模块、激光光源模块、跟踪发射模块和控制模块，控制模块分别与告警模块、激光光源模块和跟踪发射模块连接，激光光源模块与跟踪发射模块连接，跟踪发射模块包括测距装置、大视场探测器、望远镜、小视场探测器和跟踪发射机架。本发明提出的技术方案能够更准确的探测目标，具备快速、无声无息、附带损伤低的特点。

Description

基于大功率连续激光的低空安保防护系统及方法
技术领域
本发明涉及低空安保防护领域，特别涉及一种基于大功率连续激光的低空安保防护系统及方法。
背景技术
目前，低空安保难度大，手段少，主要装备类型有网弹、直升飞机、导弹或高炮武器系统。已有系统简述如下：
(1)网弹：将高强度材料制作的网弹发射出去，在飞行过程中网弹张开成网，罩住并捕获低空危险目标；
(2)直升飞机：直升飞机飞行中机翼旋转产生巨大的气流，迫使目标姿态失控而偏离航线或坠落；
(3)导弹/高炮：直接攻击危险目标，使目标受损，丧失飞行能力。
现有处置系统普遍存在效率不高、附带损伤高等问题。
发明内容
【要解决的技术问题】
本发明的目的是提供一种基于大功率连续激光的低空安保防护系统及方法，以解决现有处置系统存在效率不高、附带损伤高的问题。
【技术方案】
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明首先涉及一种基于大功率连续激光的低空安保防护系统，包括告警模块、激光光源模块、跟踪发射模块和控制模块，所述控制模块分别与告警模块、激光光源模块和跟踪发射模块连接，所述激光光源模块与跟踪发射模块连接，所述跟踪发射模块包括测距装置、大视场探测器、望远镜、小视场探测器和跟踪发射机架，
所述告警模块被配置成：在控制模块的控制下对特定区域进行搜索扫描，如果发现目标则将告警信息发送至控制模块，所述告警信息包括目标方位信息、第一目标距离信息；
所述激光光源模块被配置成：在接收到控制模块的发射命令后发射激光；
所述大视场探测器被配置成：在控制模块的控制下捕获目标，在捕获到目标后，驱动跟踪发射机架对目标跟踪得到第一成像信息，并将第一成像信息发送至控制模块；
所述测距装置被配置成：在大视场探测器捕获到目标后，对目标进行测距得到第二目标距离信息，并将第二目标距离信息发送至控制模块和望远镜；
所述望远镜被配置成：接收到第二目标距离信息后进行自动调焦直至成像清晰，得到成像清晰下的第二成像信息，并将第二成像信息发送至小视场探测器；
所述小视场探测器被配置成：通过望远镜获取目标的第二成像信息，并将第二成像信息发送至控制模块，根据第二成像信息驱动跟踪发射机架对目标进行高精度跟踪；
所述控制模块被配置成：接收告警模块发送的告警信息并将处理后的告警信息发送至跟踪发射模块；在跟踪发射机架指向目标方向后，控制大视场探测器捕获目标；
所述控制模块还被配置成：在接收到攻击指令后控制激光光源模块发射激光。
作为一种优选的实施方式，还包括显示模块，所述控制模块还被配置成：接收到第二成像信息后，结合本地GPS位置信息重构目标的地理坐标位置，并与内置的三维地图相结合，在显示模块的操作界面上实时绘制目标的空间地图坐标。
作为另一种优选的实施方式，所述激光光源模块与跟踪发射模块通过光纤连接。
作为另一种优选的实施方式，所述望远镜在激光发送模块的控制下发射5kW～50kW级连续激光，远距离处置目标
作为另一种优选的实施方式，所述控制模块为单片机、PLC控制器或FPGA。
本发明还涉及一种基于大功率连续激光的低空安保防护方法，该方法包括步骤：
A、控制模块控制告警模块对特定区域进行搜索扫描，如果告警模块发现目标则将告警信息发送至控制模块，所述告警信息包括目标方位信息、第一目标距离信息；
B、控制模块将处理后的告警信息发送至跟踪发射模块，跟踪发射模块根据告警信息驱动跟踪发射机架指向目标方向；
C、控制模块控制大视场探测器捕获目标，大视场探测器捕获到目标后，驱动跟踪发射机架对目标跟踪得到第一成像信息，并将第一成像信息发送至控制模块；
D、跟踪发射模块的测距装置对目标进行测距得到第二目标距离信息，并将第二目标距离信息发送至控制模块和望远镜；
E、望远镜根据第二目标距离信息进行调焦直至成像清晰，得到成像清晰下的第二成像信息，并将第二成像信息发送至小视场探测器，小视场探测器通过望远镜得到第二成像信息后，将第二成像信息发送至控制模块，根据第二成像信息驱动跟踪发射机架对目标跟踪；
F、操作者根据第二成像信息进行威胁判断，如果目标具备威胁则发出攻击指令，控制模块在接收到攻击指令后控制激光光源模块发射激光。
作为一种优选的实施方式，该方法还包括：控制模块接收到第二成像信息后，结合本地GPS位置信息重构目标的地理坐标位置，并与内置的三维地图相结合，在显示模块的操作界面上实时绘制目标的空间地图坐标。
作为一种优选的实施方式，所述步骤F中，控制模块在接收到攻击指令后，所述望远镜在激光发送模块的控制下发射5kW～50kW级连续激光远距离处置目标。
【有益效果】
本发明提出的技术方案具有以下有益效果：
(1)本发明通过大视场探测器对目标进行粗跟踪后，然后通过小视场探测器对目标进行精跟踪，因此能够更准确的探测目标，从而能够更准确的对目标进行攻击。
(2)本发明在探测到目标的精确位置后，采用激光对目标进行攻击，具备快速、无声无息、附带损伤低等特点.
附图说明
图1为本发明的实施例一提供的基于大功率连续激光的低空安保防护系统的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的具体实施方式进行清楚、完整的描述。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的基于大功率连续激光的低空安保防护系统的框图。如图1所示，该系统包括告警模块1、激光光源模块2、跟踪发射模块3、控制模块4和显示模块5，本实施例中，控制模块4可以通过单片机、PLC控制器或FPGA实现。控制模块4分别与告警模块1、激光光源模块2、跟踪发射模块3和显示模块5连接，激光光源模块2与跟踪发射模块3通过光纤连接，跟踪发射模块3包括测距装置31、大视场探测器32、望远镜33、小视场探测器34和跟踪发射机架35。
告警模块1被配置成：在控制模块4的控制下对特定区域进行搜索扫描，如果发现目标则将告警信息发送至控制模块4，所述告警信息包括目标方位信息、第一目标距离信息。需要说明，本实施例中的目标为低空飞行的小型飞行器。
激光光源模块2被配置成：在控制模块4的控制下发射激光。具体地，激光光源模块2通过望远镜33发射激光。
大视场探测器32被配置成：在控制模块4的控制下捕获目标，在捕获到目标后，驱动跟踪发射机架35对目标跟踪得到第一成像信息，并将第一成像信息发送至控制模块4。本实施例中，大视场探测器的探测角度范围为0.5度～10度，其用于对目标进行粗跟踪。
测距装置31被配置成：在大视场探测器32捕获到目标后，对目标进行测距得到第二目标距离信息，并将第二目标距离信息发送至控制模块4和望远镜33。
望远镜33被配置成：接收到第二目标距离信息后进行自动调焦直至成像清晰，得到成像清晰下的第二成像信息，并将第二成像信息发送至小视场探测器。
小视场探测器34被配置成：通过望远镜获取目标的第二成像信息，并将第二成像信息发送至控制模块，根据第二成像信息驱动跟踪发射机架对目标进行高精度跟踪。本实施例中，小视场探测器的探测角度范围为小于0.5度，其用于对目标进行精跟踪。
控制模块4被配置成：接收告警模块1发送的告警信息并将处理后的告警信息发送至跟踪发射模块3；在跟踪发射机架35指向目标方向后，控制大视场探测器32捕获目标。
控制模块4还被配置成：在接收到攻击指令后控制激光光源模块2发射激光。
控制模块4还被配置成：接收到第二成像信息后，结合本地GPS位置信息重构目标的地理坐标位置，并与内置的三维地图相结合，在显示模块5的操作界面上实时绘制目标的空间地图坐标。
采用实施例一中的系统实现的基于大功率连续激光的低空安保防护方法可以参考下述具体方法实施例。
实施例二
实施例二提供一种基于大功率连续激光的低空安保防护方法，该方法通过望远镜发射5kW～50kW级连续激光，远距离处置低空飞行的小型飞行器。该方法包括如下步骤。
步骤a：控制模块控制告警模块对特定区域进行搜索扫描，如果告警模块发现目标则将告警信息发送至控制模块，所述告警信息包括目标方位信息、第一目标距离信息。需要说明，本实施例中的目标为低空飞行的小型飞行器。步骤a执行完后执行步骤b。
步骤b：控制模块将处理后的告警信息发送至跟踪发射模块，跟踪发射模块根据告警信息驱动跟踪发射机架指向目标方向。步骤b执行完后执行步骤c。
步骤c：控制模块控制大视场探测器捕获目标，大视场探测器捕获到目标后，驱动跟踪发射机架对目标跟踪得到第一成像信息，并将第一成像信息发送至控制模块。本实施例中，大视场探测器的探测角度范围为0.5度～10度，其用于对目标进行粗跟踪。步骤c执行完后执行步骤d。
步骤d：跟踪发射模块的测距装置对目标进行测距得到第二目标距离信息，并将第二目标距离信息发送至控制模块和望远镜。步骤d执行完后执行步骤e。
步骤e：望远镜根据第二目标距离信息进行调焦直至成像清晰，得到成像清晰下的第二成像信息，并将第二成像信息发送至小视场探测器，小视场探测器通过望远镜得到第二成像信息后，将第二成像信息发送至控制模块，根据第二成像信息驱动跟踪发射机架对目标跟踪。本实施例中，小视场探测器的探测角度范围为小于0.5度，其用于对目标进行精跟踪。步骤e执行完后执行步骤f。
步骤f：操作者根据第二成像信息进行威胁判断，如果目标具备威胁发出攻击指令，控制模块在接收到攻击指令后控制激光光源模块发射激光。
从以上实施例可以看出，本发明实施例通过大视场探测器对目标进行粗跟踪后，然后通过小视场探测器对目标进行精跟踪，因此能够更准确的探测目标，从而能够更准确的对目标进行攻击；另外，本发明实施例在探测到目标的精确位置后，采用激光对目标进行攻击，具备快速、无声无息、附带损伤低等特点。
需要说明，上述描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，也不是对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于大功率连续激光的低空安保防护系统，其特征在于包括告警模块、激光光源模块、跟踪发射模块和控制模块，所述控制模块分别与告警模块、激光光源模块和跟踪发射模块连接，所述激光光源模块与跟踪发射模块连接，所述跟踪发射模块包括测距装置、大视场探测器、望远镜、小视场探测器和跟踪发射机架，
所述告警模块被配置成：在控制模块的控制下对特定区域进行搜索扫描，如果发现目标则将告警信息发送至控制模块，所述告警信息包括目标方位信息、第一目标距离信息；
所述激光光源模块被配置成：在接收到控制模块的发射命令后发射激光；
所述大视场探测器被配置成：在控制模块的控制下捕获目标，在捕获到目标后，驱动跟踪发射机架对目标跟踪得到第一成像信息，并将第一成像信息发送至控制模块；
所述测距装置被配置成：在大视场探测器捕获到目标后，对目标进行测距得到第二目标距离信息，并将第二目标距离信息发送至控制模块和望远镜；
所述望远镜被配置成：接收到第二目标距离信息后进行自动调焦直至成像清晰，得到成像清晰下的第二成像信息，并将第二成像信息发送至小视场探测器；
所述小视场探测器被配置成：通过望远镜获取目标的第二成像信息，并将第二成像信息发送至控制模块，根据第二成像信息驱动跟踪发射机架对目标进行高精度跟踪；
所述控制模块被配置成：接收告警模块发送的告警信息并将处理后的告警信息发送至跟踪发射模块；在跟踪发射机架指向目标方向后，控制大视场探测器捕获目标；
所述控制模块还被配置成：在接收到攻击指令后控制激光光源模块发射激光。
2.根据权利要求1所述的基于大功率连续激光的低空安保防护系统，其特征在于还包括显示模块，所述控制模块还被配置成：接收到第二成像信息后，结合本地GPS位置信息重构目标的地理坐标位置，并与内置的三维地图相结合，在显示模块的操作界面上实时绘制目标的空间地图坐标。
3.根据权利要求1所述的基于大功率连续激光的低空安保防护系统，其特征在于所述激光光源模块与跟踪发射模块通过光纤连接。
4.根据权利要求1所述的基于大功率连续激光的低空安保防护系统，其特征在于所述望远镜在激光发送模块的控制下发射5kW～50kW级连续激光，远距离处置目标。
5.根据权利要求1所述的基于大功率连续激光的低空安保防护系统，其特征在于所述控制模块为单片机、PLC控制器或FPGA。
6.一种基于大功率连续激光的低空安保防护方法，其特征在于包括步骤：
A、控制模块控制告警模块对特定区域进行搜索扫描，如果告警模块发现目标则将告警信息发送至控制模块，所述告警信息包括目标方位信息、第一目标距离信息；
B、控制模块将处理后的告警信息发送至跟踪发射模块，跟踪发射模块根据告警信息驱动跟踪发射机架指向目标方向；
C、控制模块控制大视场探测器捕获目标，大视场探测器捕获到目标后，驱动跟踪发射机架对目标跟踪得到第一成像信息，并将第一成像信息发送至控制模块；
D、跟踪发射模块的测距装置对目标进行测距得到第二目标距离信息，并将第二目标距离信息发送至控制模块和望远镜；
E、望远镜根据第二目标距离信息进行调焦直至成像清晰，得到成像清晰下的第二成像信息，并将第二成像信息发送至小视场探测器，小视场探测器通过望远镜得到第二成像信息后，将第二成像信息发送至控制模块，根据第二成像信息驱动跟踪发射机架对目标跟踪；
F、操作者根据第二成像信息进行威胁判断，如果目标具备威胁则发出攻击指令，控制模块在接收到攻击指令后控制激光光源模块发射激光。
7.根据权利要求6所述的基于大功率连续激光的低空安保防护方法，其特征在于，其特征在于还包括：控制模块接收到第二成像信息后，结合本地GPS位置信息重构目标的地理坐标位置，并与内置的三维地图相结合，在显示模块的操作界面上实时绘制目标的空间地图坐标。
8.根据权利要求6所述的基于大功率连续激光的低空安保防护方法，其特征在于所述步骤F中，控制模块在接收到攻击指令后，所述望远镜在激光发送模块的控制下发射5kW～50kW级连续激光远距离处置目标。
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