CN109061627B - 一种雷达光电联动系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雷达光电联动系统，雷达设备用于对雷达探测区域内的目标进行回波探测；方位可调设备用于对探测方位进行调节。光电设备用于对视场区域内的图像信号进行采集；云台设备用于对采集角度进行调节。数据处理子系统用于获取回波探测信号以及图像信号，根据对回波探测信号和/或图像信号进行解算实现对入侵目标的识别，并对方位可调设备以及云台设备发送控制指令，以使入侵目标持续在雷达探测区域和/或视场区域内。本申请可根据实际应用场景和探测需要，自动或人为对系统探测方位进行调整，从而满足系统方位探测区域的拓展应用，有效提高了雷达的方位使用率。此外，本发明还提供了一种具有上述技术优点的雷达光电联动系统的控制方法。

Description

一种雷达光电联动系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及安全防护技术领域，特别是涉及一种雷达光电联动系统及其控制方法。

背景技术

随着安全防护需求的日益提高，各种安防措施被普遍应用于个人安全、安全设施、监狱、海岸线和边境防控等。常见的安防措施有人为区域巡逻、光电自动巡航、电子围栏警戒和雷达区域探测等，多种安防措施均可满足安防区域预警、目标入侵跟踪和威胁目标处置等工作需求。但由于其反应效率低、无可视化显示、布置成本高和本身性能原因，导致了操作人员无法实时、准确、有效的把控场景和事态发展。

雷达光电联动系统可有效弥补和改善上述问题。以雷达主动探测、雷达光电参数解算指引和光电辅助跟踪的工作模式，通过雷达参数显示和视频显示相结合的方式，多元化的对特定区域进行探测跟踪。目前雷达光电系统的联动方式以雷达主导探测、光电辅助跟踪的工作模式，该工作模式下的拓展方式为雷达的物理添加，当大角度探测时，需要布置多面相控阵雷达，由于本身电子雷达设备成本较高，从而大大增加了系统集成成本和布置时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种雷达光电联动系统及其控制方法，以解决现有雷达光电联动系统在进行大角度探测时布置成本较高、系统的控制方法及联动精度有很大局限性的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种雷达光电联动系统，包括：雷达子系统、光电子系统以及数据处理子系统；

其中，所述雷达子系统包括雷达设备以及方位可调设备；所述雷达设备用于对雷达探测区域内的目标进行回波探测；所述方位可调设备用于对所述雷达设备的探测方位进行调节；

所述光电子系统包括光电设备以及云台设备；所述光电设备用于对视场区域内的图像信号进行采集；所述云台设备用于搭载所述光电设备，对所述光电设备的采集角度进行调节；

所述数据处理子系统分别与所述雷达子系统、所述光电子系统相连，用于获取所述雷达设备反馈的回波探测信号，获取所述光电设备反馈的图像信号，根据对所述回波探测信号和/或所述图像信号进行解算实现对入侵目标的识别，并对所述方位可调设备以及所述云台设备发送控制指令，以使所述入侵目标持续在雷达探测区域和/或视场区域内。

可选地，所述数据处理子系统还用于根据所述回波探测信号以及所述图像信号，解算出目标地理信息进行显示。

可选地，所述数据处理子系统还用于通过预设协议和解码方式对接收到的所述图像信号进行显示。

可选地，所述光电设备以及所述雷达设备设置于同一机械平台上，均基于所述方位可调设备安装在同一坐标系下。

可选地，应用于上述任一种所述的雷达光电联动系统，包括：

获取所述雷达设备反馈的回波探测信号以及所述光电设备反馈的图像信号；

根据对所述回波探测信号和/或所述图像信号进行解算实现对入侵目标的识别；

对所述方位可调设备以及所述云台设备发送控制指令，以使所述入侵目标持续在对应的雷达探测区域和/或视场区域内。

可选地，所述根据对所述回波探测信号和/或所述图像信号进行解算实现对入侵目标的识别包括：

判断所述雷达光电联动系统的当前工作模式；

若当前工作模式为雷达主导跟踪光电联动模式，则对所述雷达子系统反馈的回波探测信号进行处理，对入侵目标进行识别；

若当前工作模式为图像处理主导光电联动模式，则通过对图像信号中的入侵目标进行图像识别。

可选地，所述对所述方位可调设备以及所述云台设备发送控制指令，以使所述入侵目标持续在对应的雷达探测区域和/或视场区域内包括：

根据识别到的所述入侵目标的目标数据以及设备参数数据，解算出对所述方位可调设备的探测方位进行调节的控制指令，发送至所述方位可调设备，以使所述入侵目标持续在雷达探测区域内；

根据识别到的所述入侵目标的目标数据以及设备参数数据，解算出对所述云台设备的采集角度进行调节的控制指令，发送至所述云台设备，以使所述入侵目标持续在视场区域内。

可选地，所述根据识别到的所述入侵目标的目标数据以及设备参数数据，解算出对所述云台设备的采集角度进行调节的控制指令包括：

根据α_e＝α_b-α_l以及

确定控制命令控制的协议发送角速度，以在每个运动时间内光电设备完成方位差值的运动；其中，α_e为方位差值，α_b为光电设备对应的方位位置；α_l为入侵目标对应的方位位置，t为控制指令中控制运动的时间；ω为控制命令控制的协议发送角速度；

根据所述入侵目标的运动速度确定对所述光电设备的控制指令中控制运动的时间，并设置对应的参数因子，对光电设备进行变速跟踪；

根据所述入侵目标的目标距离参数，并根据所述目标距离参数解算成镜头变焦控制指令，以对所述光电设备的镜头焦距进行调整。

可选地，所述根据识别到的所述入侵目标的目标数据以及设备参数数据，解算出对所述方位可调设备的探测方位进行调节的控制指令包括：

确定所述入侵目标相对于所述雷达设备转动的角度；

根据所述角度，调节所述方位可调设备对应的转动角度。

可选地，还包括：

将信号链路的连接状态通过可视化指示灯或文字信息进行展示。

本发明所提供的雷达光电联动系统，包括：雷达子系统、光电子系统以及数据处理子系统；其中，雷达子系统包括雷达设备以及方位可调设备；雷达设备用于对雷达探测区域内的目标进行回波探测；方位可调设备用于对雷达设备的探测方位进行调节。光电子系统包括光电设备以及云台设备；光电设备用于对视场区域内的图像信号进行采集；云台设备用于搭载所述光电设备，对光电设备的采集角度进行调节。数据处理子系统分别与雷达子系统、光电子系统相连，用于获取雷达设备反馈的回波探测信号，获取光电设备反馈的图像信号，根据对回波探测信号和/或图像信号进行解算实现对入侵目标的识别，并对方位可调设备以及云台设备发送控制指令，以使入侵目标持续在雷达探测区域和/或视场区域内。本申请中，雷达设备安装有方位可调设备，光电设备安装有云台设备，可根据实际应用场景和探测需要，自动或人为对系统探测方位进行调整，从而满足系统方位探测区域的拓展应用，有效提高了雷达的方位使用率。并大大降低了因电子雷达方位探测角度的限制，避免了由于多面电子雷达布阵带来的集成成本较高和布置时间较长的问题，提高系统联动控制多样性。

此外，本发明还提供了一种具有上述技术优点的雷达光电联动系统的控制方法。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的雷达光电联动系统的一种具体实施方式的结构框图；

图2为本发明实施例提供的雷达光电联动系统的控制方法的流程图；

图3为根据对回波探测信号和/或图像信号进行解算实现对入侵目标的识别的过程示意图；

图4为根据识别到的所述入侵目标的目标数据以及设备参数数据，解算出对所述方位可调设备的探测方位进行调节的控制指令的过程示意图；

图5为根据识别到的所述入侵目标的目标数据以及设备参数数据，解算出对所述云台设备的采集角度进行调节的控制指令的过程示意图；

图6为本发明所提供的雷达光电联动系统的控制方法的具体实施流程图；

图7为本申请中方位可调判断区域示意图；

图8为本申请中方位可调设备调整后区域示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明所提供的雷达光电联动系统的一种具体实施方式的结构框图如图1所示，该系统包括：雷达子系统1、光电子系统2以及数据处理子系统3；

其中，所述雷达子系统1包括雷达设备11以及方位可调设备12；所述雷达设备11用于对雷达探测区域内的目标进行回波探测；所述方位可调设备12用于对所述雷达设备的探测方位进行调节；

所述光电子系统2包括光电设备21以及云台设备22；所述光电设备21用于对视场区域内的图像信号进行采集；所述云台设备22用于搭载所述光电设备，对所述光电设备21的采集角度进行调节；

所述数据处理子系统3分别与所述雷达子系统1、所述光电子系统2相连，用于获取所述雷达设备11反馈的回波探测信号，获取所述光电设备21反馈的图像信号，根据对所述回波探测信号和/或所述图像信号进行解算实现对入侵目标的识别，并对所述方位可调设备12以及所述云台设备22发送控制指令，以使所述入侵目标持续在雷达探测区域和/或视场区域内。

本实施例中，雷达子系统1可以具有以单面/多面电子雷达的安装方式，在特定的区域对入侵目标进行回波探测。当入侵目标进入雷达探测区域，雷达通过自身数据解算功能，将实时目标参数以特定频率的传输方式，发送给上位机软件相应模块，进行显示、控制。传输方式可以但不限于基于TCP或UDP协议的数据传输、或基于SDK的动态库数据调用。雷达设备11通常为特定功率、特定波段和特定探测范围的电子雷达。方位可调设备12可对整体系统进行方位调整，实现系统设备安装时的位置调整和系统的方位可调联动工作。

光电子系统2中光电设备21包含多种光谱，实现全天时全天候的视场视频采集，并通过特定传输协议发送给软件系统视频显示模块。接收来自数据处理子系统的控制信息，实现对镜头的参数调整。云台设备22搭配多光谱光电载荷，实现光电载荷的方位/俯仰多角度视频采集。通过系统工作模式选择，可实现光电设备的自动联动控制和手动人为控制。

数据处理子系统3可以具体包括雷达光电目标信息解算模块31、数据处理控制模块32、图像识别辅助模块33、GIS雷达目标显示模块34、光电视频显示模块35和方位调整目标信息解算模块36，用于雷达光电系统的信息获取、解算、显示、控制和交互等功能。

其中，雷达光电目标信息解算模块31：用于接收来自各个系统的目标数据和参数数据，完成对信息的对应解算，最终发送给数据处理子系统各个功能模块，实现相应功能。

数据处理控制模块32：用于实现对系统设备的基础参数设置和工作模式选择，接收来自雷达光电目标信息解算模块的设备控制信息，实现对系统设备的控制联动。

图像识别辅助模块33：用于接收来自多光谱光电载荷的实时视频流数据，对数据进行处理，实现对视场中威胁目标识别、标识和跟踪。

GIS雷达参数显示模块34：用于接收来自雷达光电目标信息解算模块的目标地理信息，通过可视化的形式显示在GIS软件功能模块中。

光电视频显示模块35：用于接收来自图像识别辅助模块处理的视频数据，通过特定协议和解码方式显示在光电视频软件功能模块中。

方位调整目标信息解算模块36：用于接收来自雷达光电目标信息解算模块的目标地理信息，通过该模块内部算法判别和参数控制，实现对方位可调设备的自动方位控制。

进一步地，本申请中光电设备以及雷达设备设置于同一机械平台上，均基于方位可调设备安装在同一坐标系下。通过方位可调设备，可以对光电设备以及雷达设备进行方位调整。当然，光电设备和雷达设备也可以分别安装在对应的云台设备和方位可调设备上，这均不影响本发明的实现。

本发明所提供的雷达光电联动系统，包括：雷达子系统、光电子系统以及数据处理子系统；其中，雷达子系统包括雷达设备以及方位可调设备；雷达设备用于对雷达探测区域内的目标进行回波探测；方位可调设备用于对雷达设备的探测方位进行调节。光电子系统包括光电设备以及云台设备；光电设备用于对视场区域内的图像信号进行采集；云台设备用于搭载所述光电设备，对光电设备的采集角度进行调节。数据处理子系统分别与雷达子系统、光电子系统相连，用于获取雷达设备反馈的回波探测信号，获取光电设备反馈的图像信号，根据对回波探测信号和/或图像信号进行解算实现对入侵目标的识别，并对方位可调设备以及云台设备发送控制指令，以使入侵目标持续在雷达探测区域和/或视场区域内。本申请中，雷达设备安装有方位可调设备，光电设备安装有云台设备，可根据实际应用场景和探测需要，自动或人为对系统探测方位进行调整，从而满足系统方位探测区域的拓展应用，有效提高了雷达的方位使用率。并大大降低了因电子雷达方位探测角度的限制，避免了由于多面电子雷达布阵带来的集成成本较高和布置时间较长的问题，提高系统联动控制多样性。

本申请与现有技术相比，具有下述技术优点：

(1)基于目前雷达主导探测、光电辅助跟踪的工作模式，合理集成其他辅助模块。本申请集成的功能模块通过对雷达指引信息的筛选、校核和辅助指引，可解决当雷达发生信号干扰和硬件失效时的无指引跟踪问题和雷达本身性能存在的精度误差和信号传输延时等问题。

(2)基于雷达光电联动工作状态下，合理对数据处理控制模块进行控制转变和算法优化。能够解决光电在与雷达联动过程中的差频卡顿现象、入侵目标在视场中的位置偏移现象和多种目标适应性问题。

(3)基于雷达光电的硬件组合，合理集成方位可调设备及其相应功能算法。替代电子雷达进行广域或全域范围探测时，必须采取的多面雷达组合方案。本申请能够降低系统集成成本和布置时间，提高系统联动控制多样性。

下面对本发明实施例提供的雷达光电联动系统的控制方法进行介绍，下文描述的雷达光电联动系统的控制方法与上文描述的雷达光电联动系统可相互对应参照。

图2为本发明实施例提供的雷达光电联动系统的控制方法的流程图，该方法包括：

步骤S11：获取雷达设备反馈的回波探测信号以及光电设备反馈的图像信号；

步骤S12：根据对回波探测信号和/或图像信号进行解算实现对入侵目标的识别；

参照图3，根据对回波探测信号和/或图像信号进行解算实现对入侵目标的识别的过程具体为：

步骤S121：判断所述雷达光电联动系统的当前工作模式；

步骤S122：若当前工作模式为雷达主导跟踪光电联动模式，则对所述雷达子系统反馈的回波探测信号进行处理，对入侵目标进行识别；

步骤S123：若当前工作模式为图像处理主导光电联动模式，则通过对图像信号中的入侵目标进行图像识别。

步骤S13：对所述方位可调设备以及所述云台设备发送控制指令，以使所述入侵目标持续在对应的雷达探测区域和/或视场区域内。

根据识别到的所述入侵目标的目标数据以及设备参数数据，解算出对所述方位可调设备的探测方位进行调节的控制指令，发送至所述方位可调设备，以使所述入侵目标持续在雷达探测区域内。具体地，参照图4，根据识别到的所述入侵目标的目标数据以及设备参数数据，解算出对所述方位可调设备的探测方位进行调节的控制指令的过程可以包括：

步骤S1301：根据α_e＝α_b-α_l以及

确定控制命令控制的协议发送角速度，以在每个运动时间内光电设备完成方位差值的运动；其中，α_e为方位差值，α_b为光电设备对应的方位位置；α_l为入侵目标对应的方位位置，t为控制指令中控制运动的时间；ω为控制命令控制的协议发送角速度；

步骤S1302：根据所述入侵目标的运动速度确定对所述光电设备的控制指令中控制运动的时间，并设置对应的参数因子，对光电设备进行变速跟踪；

步骤S1303：根据所述入侵目标的目标距离参数，并根据所述目标距离参数解算成镜头变焦控制指令，以对所述光电设备的镜头焦距进行调整。

根据识别到的所述入侵目标的目标数据以及设备参数数据，解算出对所述云台设备的采集角度进行调节的控制指令，发送至所述云台设备，以使所述入侵目标持续在视场区域内。具体地，参照图5，根据识别到的所述入侵目标的目标数据以及设备参数数据，解算出对所述云台设备的采集角度进行调节的控制指令可以包括：

步骤S1311：确定所述入侵目标相对于所述雷达设备转动的角度；

步骤S1312：根据所述角度，调节所述方位可调设备对应的转动角度。

在上述任一实施例的基础上，本申请所提供的雷达光电联动系统的控制方法还可以包括：将信号链路的连接状态通过可视化指示灯或文字信息进行展示。

下面对本发明所提供的雷达光电联动系统的控制方法的具体实施流程进行进一步详细阐述，如图6所示，该过程包括：

步骤S21：在工作模式启动前，对设备安装方位、基本控制参数、联动工作模式、信号链路和数据端口进行设置，确定系统以设定探测区域、工作模式、数据通路进行系统联动。

(1)设置安装方位：设备在某一位置进行设备组件安装，通过设备内部集成GPS模块和指南针模块对设备位置和方位进行定位和校准。利用方位可调设备软件调整的方法(也可进行人工方位调整，按实际需求调整)，对方位进行敏感区域方位调整，使雷达光电联动系统调整至探测区域方向。

(2)信号链路和数据端口：本系统集成多种设备，软件子系统配置各个设备的串口、网口或数据端口，建立设备与设备、设备与软件模块、模块和模块的通讯链路。信号链路链接情况实时以可视化指示灯或文字信息反馈在显示界面上。

(3)基本控制参数：通过软件与设备建立的通讯链路，发送设备特定的通讯协议或数据报文格式。设置光电设备的转动速率、变倍速率、限位点和数据反馈形式等参数。用于系统联动过程中，设备运动控制；设置方位可调设备的边界区域、转动速度、转动方式、转动角度和数据反馈形式。

(4)雷达联动工作模式：根据雷达光电目标信息解算模块对雷达反馈数据的解算，解算信息包括目标编号、速度、经纬度坐标、距离和目标种类等信息。通过解算模块判断每个目标体的各个参数，实现基于雷达主导跟踪的速度优先、时间优先、距离优先和间隔跟踪的跟踪工作模式，雷达可根据选择雷达的跟踪工作模式自动判断和选择指引光电联动的主导跟踪目标(通过雷达输出特定目标的位置参数，作为指引光电联动跟踪的目标)。

该模式用于雷达自动判别目标，可以进行系统工作前初设，以保证在无人值守下按该模式进行探测。可以在系统工作过程中设定，以根据工作需求选择当前模式探测。可以不进行目标自动选择，通过人为选择主导跟踪目标。可以通过设备自身环境传感器，判别当前系统运行事态，进行自动模式切换。

(5)光电联动工作模式：光电设备具有两种工作模式，分别为雷达主导跟踪光电联动和图像处理主导光电联动。

雷达主导跟踪光电联动：通过雷达联动工作模式对目标体筛选判别，本发明实施例中雷达光电设备均基于方位可调设备安装，固坐标系相同，雷达光电目标信息解算模块将目标位置与光电方位相对应。输出雷达主导跟踪目标实时对应的光电方位控制指令，并以特定传输方式实时发送给光电设备，指引光电设备实时跟踪目标转动。

图像处理主导光电联动：基于雷达指引光电到目标视场位置，通过图像识别辅助模块对视场中的光电主导跟踪目标进行自动图像识别、标记和脱靶量输出(目标距离视场中心的像素偏移量)。也可进行人工手动目标选择的方式，如点屏选择和鼠标点选等。通过脱靶量与光电设备方位角的转换算法，如下：

根据当前焦距，计算光电视场角；

式中，d为片幅对角线长度；f为镜头焦距；α为视场角；

根据方位脱靶量，计算光电方位偏移角；

式中，α_L为光电方位偏移角；L_a为目标方位脱靶量；Da为视频源方位分辨率；

光电设备根据光电方位偏移角α_L，实时进行目标位置补偿，从而保证目标在视场中间，达到图像处理主导光电设备实时跟踪目标联动。该工作模式与雷达主导光电设备跟踪不冲突，可选择只基于雷达主导光电设备联动、雷达主导光电定位+图像处理主导光电设备联动和基于系统自身环境传感器自行联动控制。

步骤S22：当入侵目标进入雷达探测区域，雷达通过数据通过进行目标数据回传，发送至数据处理子系统。根据设定联动工作模式，用以目标参数的筛选、处理、显示、和交互，达到对入侵目标的识别和模式跟踪等功能。

对设备基础设置完毕后，系统进入工作状态。工作状态可通过已设定模式，进入自动工作状态；工作状态可通过运行过程中人为判断设定，进入人为工作模式；工作状态还可通过运行过程中环境传感器判断设定，进入辅助工作模式；此种工作模式切换，可使系统运行具有更可靠依据判断和多样工作状态。

基于以上工作模式判断选择，系统进入对应工作状态。雷达实时对设定好的方位区域进行全天时全天候探测，当入侵目标进入探测区域后，雷达基于电子雷达工作原理及设备内部信息处理模块，将目标信息通过特定传输方式传输给软件子系统。

步骤S23：雷达光电目标信息解算模块和方位可调目标信息解算模块对雷达设备输入信息进行获取、解算和分发。

方位调整目标信息解算模块将目标参数筛选和算法判断，解算成方位可调设备控制指令，通过特定方式发送给方位可调设备，改变雷达探测区域。以雷达和方位可调设备联动，使雷达主跟踪目标持续在探测区域内并通过GIS雷达参数显示模块可视化显示。

雷达光电目标信息解算模块将目标参数解算成光电设备控制指令，通过特定通讯方式对光电设备进行指令控制。以雷达光电参数联动，使雷达主跟踪目标持续在视场中心，并进行镜头自动变焦。

(1)雷达光电目标信息解算模块对所有目标数据进行数据解算，得到各个目标的地理位置信息格式，分发给GIS雷达目标显示模块。在该模块可显示所有目标的地理位置信息、速度信息、实时轨迹、雷达扇区、光电扇区和当前系统地理位置显示等。可根据此模块，对系统所在事态进行全局掌握和管控。

基于当前雷达联动工作模式，雷达光电目标信息解算模块根据当前主导跟踪目标的运动速度、运动距离和运动位置，采取速度闭环+位置闭环的控制方法，解算成光电设备控制指令，通过特定方式对光电设备进行指令控制，保证光电设备达到连续跟踪，无卡顿及目标偏移等效果。控制方法如下：

根据光电方位位置和目标方位位置，计算方位差值

α_e＝α_b-α_l

α_e为方位差值；α_l为目标方位位置；α_b为光电方位位置；

根据目标位置角度，计算协议角速度大小

ω为协议发送角速度大小；t为光电指令控制运动时间；α_e为方位差值。

该公式为主推公式，即可得到运动协议的角速度大小ω，以保证在每个运动时间内光电设备可完成方位差值，达到速度和角度闭环的功能。除此之外还需根据目标运动速度确定光电指令控制运动时间t，并设置相关参数因子，以达到光电设备进行变速变角度目标联动跟踪。

雷达光电目标信息解算模块根据目标距离参数，将主导跟踪目标距离信息解算成镜头变焦控制指令，通过特定通讯方式对镜头焦距进行自动变焦控制。

(2)基于当前雷达联动工作模式，方位调整目标信息解算模块当前主导跟踪目标位置。设定方位可调判断区域，如下：

若当前电子雷达固定区域角度为α，则左右边界角度为

通过

和

得到两个沿左右边界的判断扇区，如图7本申请中方位可调判断区域示意图所示。深色区域为雷达探测区域，浅色区域为方位可调判断区域。其中d为雷达探测距离、α为雷达探测扇区角度、_αj为判断扇区角度。当然，以上实例给出的可调判断区域为沿扇形中线对称，在实际场景和事态下，可根据需求设置方位判断区范围和位置。

当解算出的目标位置点落在判断区域时，解算模块输出方位可调设备相应转动角度α_k控制指令，通过特定方式发送给方位可调设备，雷达探测区域转动α_k角度。以雷达和方位可调设备联动，使雷达主跟踪目标持续在探测区域内并通过GIS雷达参数显示模块可视化显示。改变后的探测扇区如图8方位可调设备调整后区域示意图所示。

步骤S24：光电设备通过数据处理子系统的模块进行控制转动，实时将采集视频流数据以特定方式发送给软件的图像识别辅助模块，用以目标识别、标识和辅助跟踪。

光电设备主体为两轴(方位/俯仰)方向云台，搭载多种光谱载荷，主要包括可见光相机、红外相机、激光照明和激光测距等，根据不同型号和功能搭配，达到对不同工作距离和不同工作场景的全天时全天候的视频采集要求。

基于雷达光电目标信息解算模块的位置指令控制、镜头变焦控制指令和方位可调设备的位置转动，使光电设备按工作模式和需求进行联动。设备实时将采集视频流数据以特定方式发送给软件的图像识别辅助模块，用以目标识别、标识和辅助跟踪。具体方案如下：

图像识别辅助模块配置多种应用场景下的目标特征库，该模块可根据实时视频流数据，对视场中的特征目标进行识别。并基于像素对应算法对识别目标进行标识框选和目标种类及像素参数显示，输出各个识别目标相对于视场中心点的像素偏移量。

经过图像识别辅助模块处理的视频数据以特定方式发送给光电视频显示模块用于功能显示。图像识别辅助模块输出的目标像素偏移量数据以特定方式发送给雷达光电目标信息解算模块，用于进行光电主导联动工作模式。

步骤S25：光电视频显示模块接收来自图像识别辅助模块处理的视频流数据，进行模块内部处理，对视频进行软件功能显示。

本实施例的雷达光电联动系统的控制方法应用于实现前述的雷达光电联动系统中，因此其具体实施方式可以对相应的各个部分实施例的描述进行相互参照，在此不再赘述。

综上，本发明所提供的雷达光电联动系统及其控制方法具有下述技术优点：

(1)降低了雷达布置时间并提高区域精度；

雷达和光电设备均安装于方位可调设备，可通过方位可调设备的方位角度指令控制和GIS底图可视化功能控制，有效直观的将系统探测面对准过冲要道和警戒区域，不需要人为进行方位测量和设备搬运等工作。

(2)降低了雷达光电联动系统的成本；

通过本申请提出的基于雷达的方位调整设备技术方案和方位调整控制方法，可根据实际应用场景和探测需要，自动或人为对系统探测方位进行调整，从而满足系统方位探测区域的拓展应用，有效提高了雷达的方位使用率。并且，能够大大降低了因电子雷达方位探测角度的限制，导致的多面电子雷达布阵的集成成本。

(3)提高系统探测和联动性能。

本申请提出多种控制方法和技术方案，意在解决因设备性能和数据处理导致的系统探测精度低、探测区域局限、联动不连续、设备间依赖性强和不稳定等问题。

系统多种可视化显示和辅助显示功能，使应用人员具有更好的现场事态管控能力。系统多种基于应用场景和场景事态的工作模式，使应用人员具有更好的系统控制能力。系统多种设备模块和控制方法交互，使系统联动更有可靠性和追溯性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的雷达光电联动系统及其控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种雷达光电联动系统，其特征在于，包括：雷达子系统、光电子系统以及数据处理子系统；

其中，所述雷达子系统包括雷达设备以及方位可调设备；所述雷达设备用于对雷达探测区域内的目标进行回波探测；所述方位可调设备用于对所述雷达设备的探测方位进行调节；

所述光电子系统包括光电设备以及云台设备；所述光电设备用于对视场区域内的图像信号进行采集；所述云台设备用于搭载所述光电设备，对所述光电设备的采集角度进行调节；所述光电设备以及所述雷达设备设置于同一机械平台上，均基于所述方位可调设备安装在同一坐标系下；

所述数据处理子系统分别与所述雷达子系统、所述光电子系统相连，用于获取所述雷达设备反馈的回波探测信号，获取所述光电设备反馈的图像信号，根据对所述回波探测信号和/或所述图像信号进行解算实现对入侵目标的识别，并对所述方位可调设备以及所述云台设备发送控制指令，以使所述入侵目标持续在雷达探测区域和/或视场区域内；所述数据处理子系统，具体包括：雷达光电目标信息解算模块、数据处理控制模块、图像识别辅助模块、光电视频显示模块和方位调整目标信息解算模块；

其中，所述雷达光电目标信息解算模块，用于接收来自各个系统的目标数据和设备参数数据，完成对信息的对应解算；

所述数据处理控制模块，用于实现对系统设备的基础参数设置和工作模式选择，接收来自所述雷达光电目标信息解算模块的设备控制信息，实现对系统设备的控制联动；

所述图像识别辅助模块，用于接收来自多光谱光电载荷的实时视频流数据，对数据进行处理，实现对视场中威胁目标识别、标识和跟踪；

所述光电视频显示模块，用于接收来自所述图像识别辅助模块处理的视频数据，通过特定协议和解码方式显示在光电视频软件功能模块中；

所述方位调整目标信息解算模块，用于接收来自所述雷达光电目标信息解算模块的目标地理信息，通过内部算法判别和参数控制，实现对所述方位可调设备的自动方位控制。

2.如权利要求1所述的雷达光电联动系统，其特征在于，所述数据处理子系统还用于根据所述回波探测信号以及所述图像信号，解算出目标地理信息进行显示。

3.如权利要求2所述的雷达光电联动系统，其特征在于，所述数据处理子系统还用于通过预设协议和解码方式对接收到的所述图像信号进行显示。

4.一种雷达光电联动系统的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至3任一项所述的雷达光电联动系统，包括：

获取所述雷达设备反馈的回波探测信号以及所述光电设备反馈的图像信号；

根据对所述回波探测信号和/或所述图像信号进行解算实现对入侵目标的识别；

对所述方位可调设备以及所述云台设备发送控制指令，以使所述入侵目标持续在对应的雷达探测区域和/或视场区域内。

5.如权利要求4所述的雷达光电联动系统的控制方法，其特征在于，所述根据对所述回波探测信号和/或所述图像信号进行解算实现对入侵目标的识别包括：

判断所述雷达光电联动系统的当前工作模式；

若当前工作模式为雷达主导跟踪光电联动模式，则对所述雷达子系统反馈的回波探测信号进行处理，对入侵目标进行识别；

若当前工作模式为图像处理主导光电联动模式，则通过对图像信号中的入侵目标进行图像识别。

6.如权利要求5所述的雷达光电联动系统的控制方法，其特征在于，所述对所述方位可调设备以及所述云台设备发送控制指令，以使所述入侵目标持续在对应的雷达探测区域和/或视场区域内包括：

根据识别到的所述入侵目标的目标数据以及设备参数数据，解算出对所述方位可调设备的探测方位进行调节的控制指令，发送至所述方位可调设备，以使所述入侵目标持续在雷达探测区域内；

根据识别到的所述入侵目标的目标数据以及设备参数数据，解算出对所述云台设备的采集角度进行调节的控制指令，发送至所述云台设备，以使所述入侵目标持续在视场区域内。

7.如权利要求6所述的雷达光电联动系统的控制方法，其特征在于，所述根据识别到的所述入侵目标的目标数据以及设备参数数据，解算出对所述云台设备的采集角度进行调节的控制指令包括：

根据α_e＝α_b-α_l以及

确定控制命令控制的协议发送角速度，以在每个运动时间内光电设备完成方位差值的运动；其中，α_e为方位差值，α_b为光电设备对应的方位位置；α_l为入侵目标对应的方位位置，t为控制指令中控制运动的时间；ω为控制命令控制的协议发送角速度；

根据所述入侵目标的运动速度确定对所述光电设备的控制指令中控制运动的时间，并设置对应的参数因子，对光电设备进行变速跟踪；

根据所述入侵目标的目标距离参数，并根据所述目标距离参数解算成镜头变焦控制指令，以对所述光电设备的镜头焦距进行调整。

8.如权利要求6所述的雷达光电联动系统的控制方法，其特征在于，所述根据识别到的所述入侵目标的目标数据以及设备参数数据，解算出对所述方位可调设备的探测方位进行调节的控制指令包括：

确定所述入侵目标相对于所述雷达设备转动的角度；

根据所述角度，调节所述方位可调设备对应的转动角度。

9.如权利要求4或8任一项所述的雷达光电联动系统的控制方法，其特征在于，还包括：

将信号链路的连接状态通过可视化指示灯或文字信息进行展示。

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