CN109506648A - 一种基于惯性测量的目标快速捕获方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于惯性测量的目标快速捕获方法，利用三轴高精度陀螺仪测量瞄准线速度，经迭代位置积分，计算出下一帧图像检出大致位置，减少图像搜索半径，提高目标检出能力，增强目标快速捕获性能，具有实现简单，可靠性好等优点，经试验验证，该发明可以减小约1/3系统捕获时间，且检出虚警率下降。同时该发明也适用于各类快速目标检出系统，具有很强的实用性。

Description

一种基于惯性测量的目标快速捕获方法
技术领域
本发明属于光电技术领域，涉及一种基于惯性测量的目标快速捕获方法，尤其利用三轴陀螺仪对下一时刻图像积分区域位置进行预测，并将预测结果上报至图像机，减小图像搜索半径，提高目标捕获速度的方法。
背景技术
目前，高速高精度伺服控制平台被广泛应用于机载航空领域中，当图像机对探测器成像进行处理并发现目标后，即为伺服捕获动作提供实时有效的脱靶量，直至目标与瞄准线重合。传统的图像机系统通常采取目标距离信息关联算法，即将当前搜索范围内检出的所有有效目标与上一帧目标进行距离信息关联，选取距离最近的一个目标作为真实目标并进行信息上报。当捕获速度增加时，在检出时间周期内目标运动量增大，图像机需要增大搜索半径，导致候选目标增多，极易引入虚警，造成捕获丢失。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于惯性测量的目标快速捕获方法。
技术方案
一种基于惯性测量的目标快速捕获方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：根据系统设计方案，获取图像机脱靶量更新周期T1及伺服系统控制周期T2；
步骤2：计算出在一个图像脱靶量更新周期内，伺服控制系统位置预测次数K＝T1/T2，K取整数；
步骤3：当图像机发送第一帧脱靶量信息，伺服系统响应并驱动电机运动使脱靶量趋于0；预测计数器J置0，预测位移量A置0；
步骤4：伺服系统获取当前时刻T目标脱靶量信息U；
步骤5：根据三轴陀螺仪测量信息，获取当前时刻T瞄准线速度V；
步骤6：伺服系统进行预测A1＝V×T2+A，预测计数器J加1，A1为瞄准线从T时刻到T+1时刻的预测位移量；
步骤7：判断J与K的值，若J小于K，则重复步骤5，预测下一伺服控制周期瞄准线的速度值；若J大于或等于K，则进入步骤8；
步骤8：伺服系统将瞄准线预测位移量A上报至图像机，作为下一帧检出关联位置；
步骤9：图像机计算预测目标位置Y＝U+A，以位置Y为中心进行目标关联；关联结束后，本轮算法执行结束，返回步骤3，进行下一轮算法运算。
有益效果
本发明提出的一种基于惯性测量的目标快速捕获方法，利用三轴高精度陀螺仪测量瞄准线速度，经迭代位置积分，计算出下一帧图像检出大致位置，减少图像搜索半径，提高目标检出能力，增强目标快速捕获性能，具有实现简单，可靠性好等优点，经试验验证，该发明可以减小约1/3系统捕获时间，且检出虚警率下降。同时该发明也适用于各类快速目标检出系统，具有很强的实用性。
附图说明
图1本发明流程图
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
一种基于惯性测量的目标快速捕获方法，其特征在于机载光电设备需进行目标快速捕获过程中，利用三轴陀螺仪对下一时刻图像积分区域位置进行预测，并将预测结果上报至图像机，减小图像搜索半径，提高正确目标的检出能力。
结合附图1，对本发明进行详细说明，具体实施步骤如下：
第一步：根据系统设计方案，获取图像机脱靶量更新周期T1及伺服系统控制周期T2。
第二步：由第一步可以计算出在一个图像脱靶量更新周期内，伺服控制系统位置预测次数K＝T1/T2，K取整数；
第三步：当图像机发送第一帧脱靶量信息，伺服系统响应并驱动电机运动使脱靶量趋于0。此时本发明算法启动，预测计数器J置0，预测位移量A置0；
第四步：伺服系统获取当前时刻T目标脱靶量信息U；
第五步：根据三轴陀螺仪测量信息，获取当前时刻T瞄准线速度V；
第六步：伺服系统进行预测A1＝V×T2+A，预测计数器J加1，A1为瞄准线从T时刻到T+1时刻的预测位移量；
第七步：判断J与K的值，若J小于K，则重复第五步操作，预测下一伺服控制周期瞄准线的速度值；若J大于或等于K，则进入第八步；
第八步：伺服系统将瞄准线预测位移量A上报至图像机，作为下一帧检出关联位置；
第九步：图像机计算预测目标位置Y＝U+A，以位置Y为中心进行目标关联。关联结束后，本轮算法执行结束，返回第三步，进行下一轮算法运算。
以上内容是结合具体的优选实施例对本发明所作的进一步详细说明，在一些捕获跟踪预测计算中，可以对本发明进行部分替换，实现复杂背景下的高精度捕获跟踪。
探测设备需要捕获目标时，利用三轴陀螺仪对下一时刻图像积分区域位置进行预测，并将预测结果上报至图像机，减小图像搜索半径，增强正确目标的检出能力，同时提高捕获速度。
所述三轴陀螺仪可置于机构任意位置，但经过坐标转换后，三轴陀螺仪须敏感瞄准线角速率信息。
所述的坐标转换根据陀螺轴与框架轴、视轴的坐标位置关系，严格按照轴系正交的方法进行转换。
所述图像搜索半径是指以当前检出的真实位置和上一帧目标位置的相对距离。

Claims (1)

1.一种基于惯性测量的目标快速捕获方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：根据系统设计方案，获取图像机脱靶量更新周期T1及伺服系统控制周期T2；
步骤2：计算出在一个图像脱靶量更新周期内，伺服控制系统位置预测次数K＝T1/T2，K取整数；
步骤3：当图像机发送第一帧脱靶量信息，伺服系统响应并驱动电机运动使脱靶量趋于0；预测计数器J置0，预测位移量A置0；
步骤4：伺服系统获取当前时刻T目标脱靶量信息U；
步骤5：根据三轴陀螺仪测量信息，获取当前时刻T瞄准线速度V；
步骤6：伺服系统进行预测A1＝V×T2+A，预测计数器J加1，A1为瞄准线从T时刻到T+1时刻的预测位移量；
步骤7：判断J与K的值，若J小于K，则重复步骤5，预测下一伺服控制周期瞄准线的速度值；若J大于或等于K，则进入步骤8；
步骤8：伺服系统将瞄准线预测位移量A上报至图像机，作为下一帧检出关联位置；
步骤9：图像机计算预测目标位置Y＝U+A，以位置Y为中心进行目标关联；关联结束后，本轮算法执行结束，返回步骤3，进行下一轮算法运算。
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