【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于探测，具体涉及一种周扫式三坐标光电搜索系统目标精确定向方法及装置。
技术介绍
1、随着光电探测技术的飞速发展，光电搜索系统在国防、安保、民航、监控等领域有着巨大的应用需求和广阔的市场前景。由于探测目标种类多变，布设周围环境日趋复杂，对探测系统的要求也更高，需要系统具备对多目标的三维信息获取能力。
2、光电探测设备通常配备有红外、可见光、激光测距等主被动探测手段，其中红外、可见光用于探测目标的二维角度信息，激光测距用于探测目标的距离信息。由于激光测距发射激光的探测角度很小，传统光电设备只有进入到跟踪状态才能满足目标定向精度要求，从而得到目标的三坐标信息，不具备多目标探测能力。例如：公布号为cn 108490446a的中国专利技术专利，公开了一种光电三坐标搜索跟踪装置及方法，该方法通过光电探测组件搜索跟踪目标后，提取目标角位置信息，通过调整伺服机构俯仰角，将激光光束指向目标后进行测距以测定目标距离进而获得目标三维信息，不具备多目标探测的能力。公布号为cn204086575u的中国专利技术专利，公开了一种搜索和跟踪一体的光电探测系统，该系统可以在单一光电探测系统上实现搜索和跟踪，也是通过搜索探测组件搜索到目标后，跟踪探测组件对目标进行跟踪测距，获取目标三维信息，也不具备多目标探测的能力。
3、现有光电搜索设备一般有周扫和摆扫两种探测体制。采用摆扫体制的搜索设备虽然能够实现多目标的三坐标探测，但探测空域无法做到360°全向，例如：公布号为cn114488172a的中国专利技术专利，公开了一种多目标三
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种周扫式三坐标光电搜索系统目标精确定向方法，用于解决现有技术中目标定向精度低的技术问题。
2、本专利技术还提供一种采用周扫式三坐标光电搜索系统目标精确定向方法的装置。
3、本专利技术解决其技术问题的技术方案为：
4、一种周扫式三坐标光电搜索系统目标精确定向方法，包括伺服坐标系、框架坐标系、负载坐标系和红外坐标系；
5、具体步骤如下：
6、s1：根据红外图像检测目标在红外图像中的像素位置；
7、s2：根据目标的像素位置计算目标在红外坐标系中的视线矢量；
8、s3:将视线矢量转换到框架坐标系，根据框架坐标系中的视线矢量计算出目标在框架坐标系中的定向信息；
9、s4：根据框架坐标系中的定向信息计算出伺服坐标系的定向信息。
10、所述步骤s2中目标在红外坐标系中的视线矢量为：
11、其中，在红外坐标系中，oh为红外热像仪中心，ohyh轴指向热像仪前方，ohzh轴指向热像仪上方，ohxh轴根据右手定则确定，方位角度向右旋转为正，俯仰角度向上旋转为正，即xh表示目标在红外坐标系中ohxh轴上的坐标值，yh表示目标在红外坐标系中ohyh轴上的坐标值，zh轴表示目标在红外坐标系中ohzh轴上的坐标值；m*n表示靶面像素值，对于靶面像素为m*n的红外探测器，以左上角为坐标(0,0)，左下角为坐标(0,n)，右上角为坐标(m,0)，右下角为坐标(m,n)；表示目标在红外坐标系中的方位像素位置，表示目标在红外坐标系中的俯仰像素位置，表示在红外坐标系中的红外视场的方位值，表示在红外坐标系中的红外视场的俯仰值。
12、所述步骤s3中框架坐标系中的视线矢量为：
13、目标在框架坐标系的俯仰角度为：方位角度为：其中，为负载坐标系向框架坐标系的坐标转换矩阵，为红外坐标系向负载坐标系的坐标转换矩阵；在框架坐标系中，ok为框架中心，okyk轴指向框架前方，okzk轴指向框架上方，okxk轴根据右手定则确定，方位角度向右旋转为正，俯仰角度向上旋转为正，即xk表示目标在框架坐标系中okxk轴上的坐标值，yk表示目标在框架坐标系中okyk轴上的坐标值，zk表示目标在框架坐标系中okzk轴上的坐标值。
14、所述框架坐标系中的视线矢量的具体计算方法为：
15、
16、即，其中，表示伺服坐标系中的俯仰框架角，且表示框架坐标系中的俯仰框架角；表示负载坐标系中的红外偏转角。
17、所述步骤s4中目标在伺服坐标系中的定向信息包括目标在伺服坐标系中的俯仰角度、方位角度；
18、目标在伺服坐标系中的俯仰角度为：方位角度为：其中，表示伺服坐标系中的方位框架角。
19、一种采用周扫式三坐标光电搜索系统目标精确定向方法的装置，包括红外图像检测模块，用于检测目标在红外图像中的像素位置；红外坐标系计算模块，用于根据目标在红外图像中的像素位置计算出目标在红外坐标系中的视线矢量；框架坐标系计算模块，用于计算目标在框架坐标系中的视线矢量、定向信息；伺服坐标系计算模块，用于计算目标在伺服坐标系中的定向信息。
20、本专利技术的有益效果为：通过设置伺服坐标系、框架坐标系、负载坐标系和红外坐标系，根据目标在红外图像中的像素位置，计算出目标在红外坐标系中的视线矢量，利用该视线矢量计算出在伺服坐标系和框架坐标系中的定向信息，此方法对不同的坐标系信息进行叠加，消除因周扫式三坐标光电搜索系统中采用红外侧置而导致红外视场的视场发生变形带来的目标定向精度低的影响，提高了目标定向精度。
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1.一种周扫式三坐标光电搜索系统目标精确定向方法，其特征在于：包括伺服坐标系、框架坐标系、负载坐标系和红外坐标系；
2.根据权利要求1所述的周扫式三坐标光电搜索系统目标精确定向方法，其特征在于：所述步骤S2中目标在红外坐标系中的视线矢量为：
3.根据权利要求1所述的周扫式三坐标光电搜索系统目标精确定向方法，其特征在于：所述步骤S3中框架坐标系中的视线矢量为：
4.根据权利要求3所述的周扫式三坐标光电搜索系统目标精确定向方法，其特征在于：所述框架坐标系中的视线矢量的具体计算方法为：
5.根据权利要求1所述的周扫式三坐标光电搜索系统目标精确定向方法，其特征在于：所述步骤S4中目标在伺服坐标系中的定向信息包括目标在伺服坐标系中的俯仰角度、方位角度；
6.一种采用权利要求1所述的周扫式三坐标光电搜索系统目标精确定向方法的装置，其特征在于：包括红外图像检测模块，用于检测目标在红外图像中的像素位置；红外坐标系计算模块，用于根据目标在红外图像中的像素位置计算出目标在红外坐标系中的视线矢量；框架坐标系计算模块，用于计算目标在框架坐标系中
...【技术特征摘要】
1.一种周扫式三坐标光电搜索系统目标精确定向方法，其特征在于：包括伺服坐标系、框架坐标系、负载坐标系和红外坐标系；
2.根据权利要求1所述的周扫式三坐标光电搜索系统目标精确定向方法，其特征在于：所述步骤s2中目标在红外坐标系中的视线矢量为：
3.根据权利要求1所述的周扫式三坐标光电搜索系统目标精确定向方法，其特征在于：所述步骤s3中框架坐标系中的视线矢量为：
4.根据权利要求3所述的周扫式三坐标光电搜索系统目标精确定向方法，其特征在于：所述框架坐标系中的视线矢量的具体计算方法为：
5....
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，杜静涵，曹祥杰，王峰，王翰，刘钊，郭宁，孟祥，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十七研究所，
类型：发明
国别省市：
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