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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海上光电侦察探测领域,具体是涉及一种智能化光电侦察探测方法及系统。
技术介绍
1、海上探测一直是一个重要领域,海上光电侦察探测通过高清晰度摄像设备、红外传感器等技术,收集目标区域的情报信息,可以进行目标识别,即通过对目标舰艇的特征进行分析,确定其身份和用途。
2、目前市面上的光电侦察探测存在着工作模式单一,无法根据实际需求,进行对应的调整,对于探测过程中产生的误差没有良好的修正方法,对于探测目标被遮挡时,无法对后续探测进行处理的问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,提供一种智能化光电侦察探测方法及系统,本技术方案解决了上述
技术介绍
中提出的工作模式单一,无法根据实际需求,进行对应的调整,对于探测过程中产生的误差没有良好的修正方法,对于探测目标被遮挡时,无法对后续探测进行处理的问题。
2、为达到以上目的,本专利技术采用的技术方案为:
3、一种智能化光电侦察探测方法,包括:
4、获取光电探测数据,所述光电探测数据包括可见光探测信息和红外探测信息;
5、获取外部探测数据,所述外部探测数据包括雷达探测数据和ais探测信息;
6、根据外部探测数据和光电探测数据,基于多源数据融合,获取综合探测数据;
7、根据综合探测数据,获取光电探测目标信息;
8、根据光电探测目标信息,获取光电探测驱动信息;
9、获取光电探测伺服稳定信息,根据光电探测驱动信息和光电探测伺服稳定信息,
10、根据光电探测目标信息,对锁定目标进行光电探测,获取目标探测数据,基于误差数字化现场标定,对目标探测数据进行处理,获取目标探测修正数据;
11、其中,若对锁定目标进行光电探测时,出现探测目标丢失,则通过抗遮挡算法,对目标进行探测。
12、优选的,所述基于误差数字化现场标定,对目标探测数据进行处理,获取目标探测修正数据,具体包括:
13、获取光电探测装置坐标系(xc,yc,zc),所述光电探测装置坐标系(xc,yc,zc)与光电探测装置固定连接,其中yc轴是光电探测装置光轴,xc是光电探测装置横轴,zc轴是光电探测装置纵轴,光电侦察探测系统引入的惯性组件可以测量惯性组件相对于地理系的姿态角,获取惯性组件坐标系(xi,yi,zi),所述惯性组件坐标系(xi,yi,zi)与惯性组件固定连接,所述惯性组件坐标系中,惯性组件绕zi轴顺时针转动,艏摇角增大,绕xi轴逆时针转动,纵摇角增大,绕yi轴逆时针转动,横摇角增大;
14、
15、式中,ycn为光电探测装置光轴yc在地理系的矢量坐标,xcn为光电探测装置横轴xc在地理系的矢量坐标,是由惯性组件艏摇角、纵摇角和横摇角决定的惯性组件坐标系到地理系的旋转矩阵,是由光电探测装置与惯性组件安装误差决定的安装误差旋转矩阵;
16、目标相对于光电探测装置光轴的横向脱靶量和纵向脱靶量为xoff和yoff,那么目标的地理系指向矢量为:
17、
18、式中,rn为目标的地理系指向矢量,xoff为目标相对于光电探测装置光轴的横向脱靶量,yoff为目标相对于光电探测装置光轴的纵向脱靶量;
19、根据目标地理系指向矢量,计算目标地理系方位俯仰角;
20、通过光电探测装置的可见光电视单元瞄准跟踪恒星,使恒星处于图像中心,记录此时惯性组件艏摇角读数ψ1、纵摇角读数θ1和横摇角读数恒星指向矢量的地理系坐标真值rn1可以由星历获得,那么由此可以得到:
21、
22、式中,d1为恒星指向矢量测量值与真值之间的误差;
23、在多个时刻依次瞄准多颗不同方位的恒星,可得一系列的方程进而形成方程组:
24、
25、式中,m为光电探测装置的瞄准追踪次数;
26、对上述方程组设定目标函数:
27、
28、基于最小二乘或遗传算法对上述目标函数进行寻优,获取光电探测装置相对于惯性组件的安装误差旋转矩阵
29、将该矩阵代入目标地理系指向解算过程中,获取目标探测修正数据。
30、优选的,所述将该矩阵代入目标地理系指向解算过程中,获取目标探测修正数据,具体包括:
31、根据误差数字化现场标定方法标校可见光电视单元与惯性组件的安装误差,通过瞄准远方同一点,标校红外热像单元与可见光电视单元的安装误差,获取红外热像单元与惯性组件的安装误差;
32、经过误差标定后,在多种复杂工况下,短时间内,目标地理系指向测量值的随机误差按0.2mrad计算;目标地理系指向测量值最大波动误差按3倍随机误差计算,即0.6mrad;
33、惯性组件水平姿态角误差按0.05°,惯性组件艏向角度误差按0.2°。综合上述各类误差,最大误差角度err_ang=0.6mrad+0.05(度)+0.2(度)=0.2843(度),经过坐标转换后,该部分误差并不会消失,仍存在于船直角坐标系中。
34、激光测距信息精度±3m,测距频率1hz,北斗导航系统在海上定位精度按照最差50m计算,目标按极限距离d=15km计算,则由于测距精度引入的误差为:err_p=3m,则综合测量误差由勾股定理可得:
35、
36、再考虑本船处于海面时,北斗定位误差可达40~50m,按照最大50m计算,则综合定位误差最大为:74.45(m)+50(m)=124.45(m)。最大误差按3σ原则进行估计,则σb=σw=σ=124.45/3=41.48(m),对应的圆概率误差(cep)半径r=0.59*(σb+σw)=48.95(m),优于要求的圆概率误差(cep):≤0.1千米。
37、光电探测装置测得目标坐标数据,通过误差数字化现场标定方法,获得目标探测修正数据,根据目标探测修正数据获取最接近真实的目标位置,并在海图上进行叠加显示,绘制航行轨迹。
38、优选的,所述若对锁定目标进行光电探测时,出现探测目标丢失,则通过抗遮挡算法,对目标进行探测,具体包括:
39、通过目标跟踪模式,对目标进行跟踪探测,若所述目标被障碍物遮挡,根据正常脱靶量判断目标是否丢失,若目标丢失,则自动进入自动搜索模式,同时输出目标丢失标志,脱靶量输出置为0,若进入自动搜索模式后3秒内能够捕获到丢失的目标,则再次转入目标跟踪模式;
40、其中,在目标跟踪模式下,若目标丢失,则记录当前位置环的输出,以固定值作为伺服环的输入,使伺服系统进入自稳定状态下的简单外推进入记忆跟踪模式,伺服系统在记忆跟踪模式下,若3秒内收到目标跟踪标志,则再次进入正常的伺服跟踪模式,若超过3秒未收到目标跟踪标志,则伺服系统进入自稳定模式或手动模式,获取目标探测图像,根据目标探测图像对目标轨迹进行预测。
41、优选的,所述获取目标探测图像,根据目标探测图像对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种智能化光电侦察探测方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种智能化光电侦察探测方法,其特征在于,所述基于误差数字化现场标定,对目标探测数据进行处理,获取目标探测修正数据,具体包括:
3.根据权利要求2所述的一种智能化光电侦察探测方法,其特征在于,所述将该矩阵代入目标地理系指向解算过程中,获取目标探测修正数据,具体包括:
4.根据权利要求1所述的一种智能化光电侦察探测方法,其特征在于,所述若对锁定目标进行光电探测时,出现探测目标丢失,则通过抗遮挡算法,对目标进行探测,具体包括:
5.根据权利要求4所述的一种智能化光电侦察探测方法,其特征在于,所述获取目标探测图像,根据目标探测图像对目标轨迹进行预测,具体包括:
6.根据权利要求4所述的一种智能化光电侦察探测方法,其特征在于,所述获取目标探测图像,根据目标探测图像对目标轨迹进行预测,还包括:
7.一种智能化光电侦察探测系统,用于实现如权利要求1-6任一项所述的探测方法,其特征在于,包括:
8.根据权利要求7所述的一种智能化光电侦察探
9.根据权利要求7所述的一种智能化光电侦察探测系统,其特征在于,所述综合显控装置,具体包括:
10.根据权利要求8所述的一种智能化光电侦察探测系统,其特征在于,所述伺服控制模块为两轴陀螺稳定平台,所述两轴陀螺稳定平台采用一个环架系统作为光电探测装置的整体稳定控制方式,通过在平台上放置陀螺来测量平台的运动,陀螺感测轴系速度的变化,经过变换以后反馈至综合控制板模块,综合控制板模块计算后发送指令到伺服驱动单元,所述伺服驱动单元按指令驱动力矩电机,力矩电机带动稳定平台使光电传感器光轴保持稳定。
...【技术特征摘要】
1.一种智能化光电侦察探测方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种智能化光电侦察探测方法,其特征在于,所述基于误差数字化现场标定,对目标探测数据进行处理,获取目标探测修正数据,具体包括:
3.根据权利要求2所述的一种智能化光电侦察探测方法,其特征在于,所述将该矩阵代入目标地理系指向解算过程中,获取目标探测修正数据,具体包括:
4.根据权利要求1所述的一种智能化光电侦察探测方法,其特征在于,所述若对锁定目标进行光电探测时,出现探测目标丢失,则通过抗遮挡算法,对目标进行探测,具体包括:
5.根据权利要求4所述的一种智能化光电侦察探测方法,其特征在于,所述获取目标探测图像,根据目标探测图像对目标轨迹进行预测,具体包括:
6.根据权利要求4所述的一种智能化光电侦察探测方法,其特征在于,所述获取目标探测图像...
【专利技术属性】
技术研发人员:洪川,徐亚飞,罗聪,柯洋,刘乙芳,
申请(专利权)人:武汉华之洋科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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