一种基于闭环跟瞄的实时动态对准测量方法及跟瞄装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于闭环跟瞄的实时动态对准测量方法及跟瞄装置，属于光电跟踪技术领域，利用图像获取设备实时获取目标的融合图像，提取目标在所述融合图像中的质心位置并计算脱靶量，基于所述脱靶量控制二维云台转动，实时初步跟瞄目标，利用测距设备实时获取目标至二维云台的距离，基于所述距离调整所述图像获取设备的焦距，重复上述步骤，实时精准跟瞄目标，本发明专利技术通过图像获取设备以及测距设备实现对目标的成像探测与跟瞄，在图像闭环跟瞄的基础上，实现实时、精确对准目标，保证空对地打靶的垂直入射。靶的垂直入射。靶的垂直入射。

【技术实现步骤摘要】
一种基于闭环跟瞄的实时动态对准测量方法及跟瞄装置


[0001]本专利技术属于光电跟踪
，具体地说涉及一种基于闭环跟瞄的实时动态对准测量方法及跟瞄装置。

技术介绍

[0002]在空对地测试实验中，经常涉及对地面装置或测量靶的精确瞄准打靶，由于空中平台一般处于运动中，为了更有效地配合空中平台开展测试实验，需要地面装置或测量靶能实时精确对准空中平台，以便更好地接受空对地打靶信号，因此，目标跟踪系统应运而生。目前，目标跟踪系统利用激光测距仪可以得到目标的距离信息，利用测角仪和GPS定位设备可以得到目标的坐标信息，但是，多个设备难以协同工作，获取信息的实时性和准确性无法保证，无法提供及时、准确、全面的目标信息。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种基于闭环跟瞄的实时动态对准测量方法及跟瞄装置。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种基于闭环跟瞄的实时动态对准测量方法，包括以下步骤：S100、利用图像获取设备实时获取目标的融合图像，提取目标在所述融合图像中的质心位置并计算脱靶量；S200、基于所述脱靶量控制二维云台转动，实时初步跟瞄目标；S300、利用测距设备实时获取目标至二维云台的距离，基于所述距离调整所述图像获取设备的焦距，重复步骤S100至步骤S200，实时精准跟瞄目标。
[0005]本专利技术进一步可设置为，步骤S100中，利用图像设备获取目标的融合图像，具体为：通过红外相机获取目标的红外图像，通过可见光相机获取目标的可见光图像，将所述红外图像以及所述可见光图像融合形成融合图像。
[0006]本专利技术进一步可设置为，步骤S100中，所述脱靶量为目标在融合图像中的质心位置与融合图像中心的距离偏差。
[0007]本专利技术进一步可设置为，步骤S200中，根据脱靶量控制二维云台转动，具体为：脱靶量与二维云台转动角度之间的转换关系为：；表示脱靶量在x轴、y轴的分量，单位为像素，表示每像素代表的角度，单位为度/像素，为二维云台每转动角度对应的转动步长，单位为步/度，为由
转换成的二维云台转动的方位角度、俯仰角度，为由转换成的二维云台转动的步数。
[0008]本专利技术进一步可设置为，在步骤S300之后，还包括利用目标至二维云台的距离、二维云台的观测方位角度以及观测俯仰角度，解算目标在三维空间中的实时的坐标位置，实时的坐标位置随时间变化形成目标的三维轨迹；所述坐标位置的计算公式如下：；R表示目标至二维云台的距离，单位为米，A为二维云台的观测方位角度，E为二维云台的观测俯仰角度，单位为度，为目标的实时的坐标位置。
[0009]本专利技术进一步可设置为，在步骤S100之前，还包括光轴调平，具体为：调整所述二维云台的姿态，使所述图像获取设备、所述测距设备的光轴处于水平状态；在所述二维云台上取观测点，确定所述观测点的法线；依据所述图像获取设备、所述测距设备以及所述观测点之间的实际位置关系，在标记板上做对应标记形成标记点，并将所述标记板置于所述二维云台的正前方；调节所述图像获取设备的姿态，使标记板上代表图像获取设备的标记点移到至所述图像获取设备的视场中心；在标记板上代表测距设备的标记点前方放置辅助物，晃动辅助物，观测所述测距设备的读数变化以判断测距光的落点，调节所述测距设备的姿态，使测距光的落点与标记板上代表测距设备的标记点重合。
[0010]本专利技术进一步可设置为，确定所述观测点的法线，具体为：在所述观测点处放置平面反射镜，利用光源向所述平面反射镜的中心照射测试光束，调整所述光源的位置以及姿态，促使经所述平面反射镜反射的测试光束传输至所述光源，标记平面反射镜的中心位置以及光源位置并用直线连接作为所述观测点的法线。
[0011]本专利技术进一步可设置为，所述标记板的板面垂直于观测点的法线，将标记板上代表观测点的标记点置于光源位置。
[0012]第二方面，本专利技术提供一种跟瞄装置，包括二维云台、图像获取设备以及测距设备，所述二维云台自带旋转角度以及俯仰角度调节功能，且所述二维云台带动所述图像获取设备以及所述测距设备转动；所述图像获取设备用于获取目标的融合图像，提取目标在所述融合图像中的质心位置并计算脱靶量，所述二维平台基于所述脱靶量转动，所述测距设备用于获取目标至所述二维云台的距离，所述图像获取设备基于所述距离调整其焦距。
[0013]本专利技术进一步可设置为，所述图像获取设备以及所述测距设备通过上安装板与所述二维云台连接，且所述二维云台与所述上安装板之间设有倾角调节块，所述倾角调节块的顶部为斜面，且所述上安装板与所述斜面连接。
[0014]本专利技术进一步可设置为，所述上安装板上设有测量靶，所述测量靶、所述图像获取
设备以及所述测距设备的光轴相平行。
[0015]本专利技术的有益效果是：通过图像获取设备以及测距设备实现对目标的成像探测与跟瞄，在图像闭环跟瞄的基础上，实现实时、精确对准目标，保证空对地打靶的垂直入射。
[0016]通过对图像获取设备以及测距设备的光轴进行调平，促使所载测量靶的法向对准目标，确保目标发出的视线或光束能始终法向垂直入射到测量靶的靶面，以获得最佳的打靶效果和打靶测量数据。
[0017]通过加装倾角调节块将位于上安装板的各元件的俯仰观测范围调整成符合使用需求的范围，实现对地面以上空域的全覆盖观测，以及俯视一定角度范围内的地面目标的观测，满足绝大部分军用和民用观测需求。
[0018]4、在上安装板不加装测量靶，跟瞄装置可用作具有跟踪功能的民用安防监控装置，甚至军用的光电跟踪设备，在上安装板加装测量靶，可用于激光通信、激光制导打靶、光束传输测试等空对地打靶测试，可广泛用于多个行业。
[0019]5、通过远程控制终端实现装置的总体控制，远程控制终端通过无线数传设备与二维云台进行无线通讯，双向传输数据、指令、图像等信号，在参数配置完毕后自动运行，对目标或空中实验平台实施自动跟踪对准与打靶测量。
附图说明
[0020]图1是本专利技术中的基于闭环跟瞄的实时动态对准测量方法的流程图；图2是本专利技术中的跟瞄装置的示意图；图3是本专利技术中二维云台的示意图。
[0021]附图中：1
‑
二维云台、2
‑
上安装板、3
‑
下安装板、4
‑
倾角调节块、5
‑
测量靶、6
‑
红外相机、7
‑
可见光相机、8
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激光测距仪、9
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上通讯组件、10
‑
倾角仪、11
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电源模块、12
‑
下通讯组件。
具体实施方式
[0022]为了使本领域的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于闭环跟瞄的实时动态对准测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S100、利用图像获取设备实时获取目标的融合图像，提取目标在所述融合图像中的质心位置并计算脱靶量；S200、基于所述脱靶量控制二维云台转动，实时初步跟瞄目标；S300、利用测距设备实时获取目标至二维云台的距离，基于所述距离调整所述图像获取设备的焦距，重复步骤S100至步骤S200，实时精准跟瞄目标。2.根据权利要求1所述的一种基于闭环跟瞄的实时动态对准测量方法，其特征在于，步骤S100中，所述脱靶量为目标在融合图像中的质心位置与融合图像中心的距离偏差，利用图像设备获取目标的融合图像，具体为：通过红外相机获取目标的红外图像，通过可见光相机获取目标的可见光图像，将所述红外图像以及所述可见光图像融合形成融合图像。3.根据权利要求1所述的一种基于闭环跟瞄的实时动态对准测量方法，其特征在于，步骤S200中，根据脱靶量控制二维云台转动，具体为：脱靶量与二维云台转动角度之间的转换关系为：；表示脱靶量在x轴、y轴的分量，单位为像素，表示每像素代表的角度，单位为度/像素，为二维云台每转动角度对应的转动步长，单位为步/度，为由转换成的二维云台转动的方位角度、俯仰角度，为由转换成的二维云台转动的步数。4.根据权利要求3所述的一种基于闭环跟瞄的实时动态对准测量方法，其特征在于，在步骤S300之后，还包括利用目标至二维云台的距离、二维云台的观测方位角度以及观测俯仰角度，解算目标在三维空间中的实时的坐标位置，实时的坐标位置随时间变化形成目标的三维轨迹；所述坐标位置的计算公式如下：；R表示目标至二维云台的距离，单位为米，A为二维云台的观测方位角度，E为二维云台的观测俯仰角度，单位为度，为目标的实时的坐标位置。5.根据权利要求1所述的一种基于闭环跟瞄的实时动态对准测量方法，其特征在于，在步骤S100之前，还包括光轴调平，具体为：调整所述二维云台的姿态，使所述图像获取设备、所述测距设备的光轴处于水平状态；在所述二维云台上取...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙会，王智涌，游安清，潘文武，田俊林，魏星斌，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院应用电子学研究所，
类型：发明
国别省市：