專利名稱：基于光軸與慣性軸重合的地理跟蹤方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電偵察與目標跟蹤領(lǐng)域，主要涉及一種對目標的地理跟蹤方法，尤其涉及一種基于光軸與慣性軸重合的地理跟蹤方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代武器系統(tǒng)的光電跟蹤儀具有對目標偵察與搜索跟蹤的功能。目前的自動跟蹤功能按照目標探測器的形式分為激光、紅外、電視三種跟蹤方式。這三種跟蹤方式的基本原 理為當目標探測器捕獲到目標后，由CCD(電荷耦合器件)將目標場景轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮訄D像，再由信號處理單元對圖像進行脫靶測量后自動輸出脫靶量，然后取差器將脫靶量變?yōu)殡娦盘栕鳛榻瞧盍克腿胨欧刂茊卧?，最后由伺服控制單元調(diào)整光電跟蹤儀的瞄準線角度，從而減小跟蹤誤差，實現(xiàn)對目標的持續(xù)跟蹤。但是應(yīng)用這些跟蹤方法的前提是探測器必須清晰捕獲目標場景，如果目標受到云霧、障礙物遮擋，或背景環(huán)境與目標物光譜特性對比度差，就會使得用探測器得到的目標場景效果不理想，導(dǎo)致光電跟蹤儀對目標跟蹤精度差甚至丟失目標，降低武器系統(tǒng)偵察與搜跟能力。后來又出現(xiàn)利用地理信息實現(xiàn)跟蹤的方法。《航空計算機》期刊2012年3月刊登了題目是《無人機光電載荷地理跟蹤控制研究》的論文。該論文介紹一種能在光電偵察無人機光電載荷上使用的地理跟蹤方法及系統(tǒng)。文中提出在有操縱震蕩或云層遮擋時，采用圖像跟蹤技術(shù)會丟失目標，所以引入地理跟蹤方法做為圖像跟蹤方法的輔助手段，可解決對目標快速捕獲的問題。該方法首先根據(jù)載機空間姿態(tài)計算載機坐標系與地理坐標系之間的角度旋轉(zhuǎn)關(guān)系，隨后將地理坐標系下的目標轉(zhuǎn)換成載機坐標系下的“偽目標”，然后在載機坐標系下計算“偽目標”的空間矢量角，再將得到的空間角度值輸入給伺服控制單元，由伺服控制單元調(diào)整穩(wěn)定轉(zhuǎn)臺角度，即可快速捕獲目標。論文提供的技術(shù)方案中沒有提出光電載荷系統(tǒng)的光軸與慣性軸需要重合的要求，因此僅僅依靠計算目標的空間矢量角并將其輸入給伺服控制單元，由伺服控制單元調(diào)整穩(wěn)定轉(zhuǎn)臺角度，只能使目標出現(xiàn)在攝像機的視場內(nèi)，不能保證目標在視場的靶心位置。所以單獨采用論文中的地理跟蹤方法，不能保持對目標持續(xù)穩(wěn)定的跟蹤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種在光軸與慣性軸重合的前提下能單獨使用的地理跟蹤方法。本發(fā)明提供的地理跟蹤方法包括以下步驟第一步，采集目標定位裝置輸出的目標點數(shù)據(jù)(λ，L，h)和當前載機位置點的數(shù)據(jù)ΨΑ, ΘΑ, Ya，S)，其中λ，L，h分別是目標點的經(jīng)度、諱度和高度
分別是載機的當前經(jīng)度、緯度和高度，VA，ΘΑ，γΑ分別是載機在地里坐標系下的當前航向角、俯仰角和橫滾角，S是當前載機到目標點的距離；第二步，用以下公式計算載機與目標點在水平面投影中由載機投影到目標點投影矢量線段的北向夾角σ :
權(quán)利要求
1.一種基于光軸與慣性軸重合的地理跟蹤方法，其特征在于該方法包括以下操作步驟 第一步，采集目標定位裝置輸出的目標點數(shù)據(jù)(λ，L，h)和當前載機位置點的數(shù)據(jù)(A1, L^h1, ΨΑ, ΘΑ, Ya，S)，其中λ，L，h分別是目標點的經(jīng)度、諱度和高度Ii1分別是載機的當前經(jīng)度、緯度和高度，ΨΑ，ΘΑ，Ya分別是載機在地里坐標系下的當前航向角、俯仰角和橫滾角，S是當前載機到目標點的距離； 第二步，用以下公式計算載機與目標點在水平面投影中由載機投影到目標點投影矢量線段的北向夾角σ :
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于光軸與慣性軸重合的地理跟蹤方法。本方法根據(jù)目標定位數(shù)據(jù)與自身位置信息采用空間兩點幾何算法，實時計算載體瞄準線的空間姿態(tài)，再結(jié)合載體空間姿態(tài)和空間坐標變換原理計算瞄準線相對于載體坐標系的空間角度，將該角度送給伺服控制單元，由伺服控制單元調(diào)整轉(zhuǎn)臺的相應(yīng)空間姿態(tài)，從而完成對目標的地理跟蹤。本方法從原理上區(qū)別于圖像跟蹤方法，因此不受云霧和障礙物的影響，若在飛行器上使用可避免因劇烈震動或視線遮擋而丟失目標的問題，顯著提高了戰(zhàn)場武器系統(tǒng)的偵察與搜跟能力。本發(fā)明也可用于各種制導(dǎo)導(dǎo)彈的導(dǎo)引裝置，以提高對地目標的精確打擊能力。
文檔編號G05D3/12GK102902282SQ20121036123
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者陳穎, 紀明, 陳文建, 張建峰, 馬忠孝, 唐超, 李穎娟, 易科, 扈宇姝, 許開鑾, 韓峰, 張夏疆 申請人:中國兵器工業(yè)第二0五研究所