CN110608717B - 一种地平式望远镜消像旋目标跟踪方法、系统及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种地平式望远镜消像旋目标跟踪方法、系统及电子设备。包括：步骤a：获取地平式望远镜采集的图像，并根据所述地平式望远镜的方位角和俯仰角计算地平式望远镜的像旋角；步骤b：对所述采集图像进行目标检测与跟踪，计算目标在图像中的位置，并获得目标在出瞳坐标系下的的脱靶量；步骤c：通过虚拟旋转坐标系，基于所述像旋角计算结果将目标在出瞳坐标系下的脱靶量投影至入瞳坐标系下，完成目标脱靶量与地平式望远镜的双轴匹配。本申请消除了传统的光学消旋环节，由此消除了传统光学消旋机构的运动精度对目标跟踪精度的影响，有效降低了系统成本，提升了系统可维护性。

Description

一种地平式望远镜消像旋目标跟踪方法、系统及电子设备

技术领域

本申请属于目标跟踪技术领域，特别涉及一种地平式望远镜消像旋目标跟踪方法、系统及电子设备。

背景技术

地平式望远镜在跟踪目标时，视场中的目标位置围绕视轴中心发生转动，即像旋。地平式望远镜的方位角与俯仰角均不与地球回转轴平行，在做周日跟踪时，两轴必须协调联动，则必然引起物像空间的相对旋转。体现在图像上，即为视场中的目标位置围绕视轴中心发生转动。由于物像空间存在旋转偏差，图像中提取的目标脱靶量无法用于地平式望远镜的图像闭环跟踪。

传统的消像旋目标跟踪方法通过物理或光学消旋，首先消除望远镜拍摄图像的旋转，而后再对图像中的目标进行检测与跟踪处理，典型方案包括：

1)文献“地平式望远镜消旋K镜的设计，光子学报，2012，41(7)：762-765”提出的K镜消旋方案，以三面呈“K”字形排布的反射镜构成K镜系统，系统以入射矢量1/2的转速转动，从而消除地平式望远镜的像旋。

2)文献“一种实时消除望远镜图像旋转的方法，光电工程，2006，33(7)：88-95”提出的别汉棱镜方案，以别汉棱镜为消旋器件，与K镜消旋原理基本相同。

综上所述的光学消旋方案，均需要配套相应的光学、机械及电子学系统，不仅提高了系统的资金成本，还使消旋精度(更进一步的目标跟踪精度)受限于消旋机构的运动精度。

发明内容

本申请提供了一种地平式望远镜消像旋目标跟踪方法、系统及电子设备，旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为了解决上述问题，本申请提供了如下技术方案：

一种地平式望远镜消像旋目标跟踪方法，包括以下步骤：

步骤a：获取地平式望远镜采集的图像，并根据所述地平式望远镜的方位角和俯仰角计算地平式望远镜的像旋角；

步骤b：对所述采集图像进行目标检测与跟踪，计算目标在图像中的位置，并获得目标在出瞳坐标系下的的脱靶量；

步骤c：通过虚拟旋转坐标系，基于所述像旋角计算结果将目标在出瞳坐标系下的脱靶量投影至入瞳坐标系下，完成目标脱靶量与地平式望远镜的双轴匹配。

本申请实施例采取的技术方案还包括：所述步骤a还包括：获取地平式望远镜的方位角与俯仰角指向：

上述公式中，A与E分别表示地平式望远镜的方位角与俯仰角指向；N_A与N_E分别为地平式望远镜的方位角与俯仰角编码器的码值；M_A与M_E分别为地平式望远镜方位角与俯仰角编码器的全量程码值。

本申请实施例采取的技术方案还包括：在所述步骤a中，所述像旋角计算公式为：

R＝A-E+B,

上述公式中，R为地平式望远镜的像旋角；B为地平式望远镜入瞳坐标系与出瞳坐标系的固定旋转偏差角。

本申请实施例采取的技术方案还包括：所述步骤a还包括：利用观测恒星对所述固定旋转偏差角进行标定，标定方法具体包括：

步骤a1：引导地平式望远镜指向任意恒星，确认视场中出现所指向恒星后，实时采集并存储图像；

步骤a2：固定地平式望远镜的俯仰角，并调整其方位角指向；

步骤a3：在已采集的图像中检测恒星目标，并记录图像中各标定状态下的恒星位置；

步骤a4：对各标定状态下的恒星位置进行线性回归，获得恒星运动轨迹，确定地平式望远镜的入瞳方位角；所述线性回归过程表达为：

上述公式中，θ_j为线性回归模型的参数，由参数θ_j确定恒星运动轨迹，并确定地平式望远镜的入瞳方位角；α为学习率；m为标定样本数量；h_θ为线性函数；

为输入变量，是目标在图像中对应出瞳方位角的位置；y⁽ⁱ⁾为输出变量，是目标在图像中对应出瞳俯仰角的位置；

步骤a5：结合地平式望远镜的方位角、俯仰角以及入瞳方位角，根据像旋角计算公式计算固定旋转偏差角。

本申请实施例采取的技术方案还包括：在所述步骤c中，所述目标脱靶量投影至入瞳坐标系表达为：

上述公式中，dA与dE分别为目标对应出瞳方位角与出瞳俯仰角的脱靶量；dA′与dE′分别为目标对应入瞳方位角与入瞳俯仰角的脱靶量。

本申请实施例采取的另一技术方案为：一种地平式望远镜消像旋目标跟踪系统，包括：

图像采集模块：用于获取地平式望远镜采集的图像；

像旋角计算模块：用于根据所述地平式望远镜的方位角和俯仰角计算地平式望远镜的像旋角；

目标检测模块：用于对所述采集图像进行目标检测与跟踪，计算目标在图像中的位置，并获得目标在出瞳坐标系下的的脱靶量；

目标投影模块：用于通过虚拟旋转坐标系，基于所述像旋角计算结果将目标在出瞳坐标系下的脱靶量投影至入瞳坐标系下，完成目标脱靶量与地平式望远镜的双轴匹配。

本申请实施例采取的技术方案还包括指向获取模块，所述指向获取模块用于获取地平式望远镜的方位角与俯仰角指向：

上述公式中，A与E分别表示地平式望远镜的方位角与俯仰角指向；N_A与N_E分别为地平式望远镜的方位角与俯仰角编码器的码值；M_A与M_E分别为地平式望远镜方位角与俯仰角编码器的全量程码值。

本申请实施例采取的技术方案还包括：所述像旋角计算公式为：

R＝A-E+B,

上述公式中，R为地平式望远镜的像旋角；B为地平式望远镜入瞳坐标系与出瞳坐标系的固定旋转偏差角。

本申请实施例采取的技术方案还包括：所述像旋角计算模块利用观测恒星对所述固定旋转偏差角进行标定，像旋角计算模块具体包括：

图像采集单元：用于引导地平式望远镜指向任意恒星，确认视场中出现所指向恒星后，实时采集并存储图像；

指向调整单元：用于固定地平式望远镜的俯仰角，并调整其方位角指向；

位置记录单元：用于在已采集的图像中检测恒星目标，并记录图像中各标定状态下的恒星位置；

运动轨迹获取单元：用于对各标定状态下的恒星位置进行线性回归，获得恒星运动轨迹，确定地平式望远镜的入瞳方位角；所述线性回归过程表达为：

上述公式中，θ_j为线性回归模型的参数，由参数θ_j确定恒星运动轨迹，并确定地平式望远镜的入瞳方位角；α为学习率；m为标定样本数量；h_θ为线性函数；

为输入变量，是目标在图像中对应出瞳方位角的位置；y⁽ⁱ⁾为输出变量，是目标在图像中对应出瞳俯仰角的位置；

旋转偏差角计算单元：用于结合地平式望远镜的方位角、俯仰角以及入瞳方位角，根据像旋角计算公式计算固定旋转偏差角。

本申请实施例采取的技术方案还包括：所述目标脱靶量投影至入瞳坐标系表达为：

上述公式中，dA与dE分别为目标对应出瞳方位角与出瞳俯仰角的脱靶量；dA′与dE′分别为目标对应入瞳方位角与入瞳俯仰角的脱靶量。

本申请实施例采取的又一技术方案为：一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的地平式望远镜消像旋目标跟踪方法的以下操作：

步骤a：获取地平式望远镜采集的图像，并根据所述地平式望远镜的方位角和俯仰角计算地平式望远镜的像旋角；

步骤b：对所述采集图像进行目标检测与跟踪，计算目标在图像中的位置，并获得目标在出瞳坐标系下的的脱靶量；

步骤c：通过虚拟旋转坐标系，基于所述像旋角计算结果将目标在出瞳坐标系下的脱靶量投影至入瞳坐标系下，完成目标脱靶量与地平式望远镜的双轴匹配。

相对于现有技术，本申请实施例产生的有益效果在于：本申请实施例的地平式望远镜消像旋目标跟踪方法、系统及电子设备将目标在出瞳坐标系下的脱靶量投影至入瞳坐标系下，从而实现目标脱靶量与地平式望远镜的双轴匹配，有效解决了由像旋引起的目标脱靶量与地平式望远镜双轴不匹配问题，通过虚拟旋转坐标系，消除了传统的光学消旋环节，同时消除了传统光学消旋机构的运动精度对目标跟踪精度的影响，有效降低了系统成本，提升了系统可维护性。

附图说明

图1是本申请实施例的地平式望远镜消像旋目标跟踪方法的流程图；

图2为本申请实施例的固定旋转偏差角的标定示意图；

图3为目标脱靶量投影变换示意图；

图4是本申请实施例的地平式望远镜消像旋目标跟踪系统的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的地平式望远镜消像旋目标跟踪方法的硬件设备结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

为了解决现有技术存在的不足，本申请实施例的地平式望远镜消像旋目标跟踪方法通过虚拟旋转坐标系实现望远镜出瞳坐标系与入瞳坐标系的重合，并将图像中的目标脱靶量投影变换至旋转后的出瞳坐标系下，由此实现目标脱靶量对地平式望远镜双轴的匹配。

具体地，请参阅图1，是本申请实施例的地平式望远镜消像旋目标跟踪方法的流程图。本申请实施例的地平式望远镜消像旋目标跟踪方法包括以下步骤：

步骤100：获取地平式望远镜的方位角与俯仰角指向；

步骤100中，地平式望远镜的方位角与俯仰角均安装有高精度光电编码器，分别用于采集方位角与俯仰角编码器的码值，光电编码器通过串口与图像处理器通信，图像处理器对光电编码器采集到的码值进行解码，从而获得地平式望远镜的方位角与俯仰角指向。其中，图像处理器的解码公式为：

公式(1)、(2)中，A与E分别表示地平式望远镜的方位角与俯仰角指向；N_A与N_E分别为地平式望远镜的方位角与俯仰角编码器的码值；M_A与M_E分别为地平式望远镜方位角与俯仰角编码器的全量程码值。

步骤200：通过地平式望远镜的相机实时采集图像，并将图像传输至图像处理器；

步骤200中，地平式望远镜的相机采集的图像经由标准接口传输至图像处理器，接口形式包括但不限于USB、网口及CameraLink等，具体接口形式视相机而定。图像处理器采用软中断形式被动接收相机传输的图像。

步骤300：图像处理器根据地平式望远镜的方位角与俯仰角指向计算地平式望远镜的像旋角；

步骤300中，像旋角计算公式为：

R＝A-E+B,(3)

公式(3)中，R为地平式望远镜的像旋角；B为地平式望远镜入瞳坐标系与出瞳坐标系的固定旋转偏差角(地平式望远镜的像旋角与方位角、俯仰角的差值之间存在一个固定旋转偏差角)。将地平式望远镜的方位角与俯仰角视为刚体，则B为常数，本申请利用观测恒星对该固定旋转偏差角进行标定；该方式操作简单，且标定精度高。具体请参阅图2，为本申请实施例的固定旋转偏差角的标定示意图。旋转偏差角的标定流程包括以下步骤：

步骤301：引导地平式望远镜指向任意恒星，确认视场中出现所指向恒星后，实时采集并存储图像；

步骤302：固定地平式望远镜的俯仰角，并调整其方位角指向；

步骤302中，方位角指向的调整幅度视具体情况而定，本申请实施例优选设置为视场宽度的1/10。

步骤303：判断是否完成所有标定点的采集，若未完成，重复执行步骤301和步骤302，若已完成，则执行步骤304；

步骤304：在已采集的图像中检测恒星目标，并记录图像中各标定状态下的恒星位置；

步骤305：对各标定状态下的恒星位置进行线性回归，获得恒星运动轨迹，确定地平式望远镜的入瞳方位角；

步骤305中，线性回归过程表达为：

公式(4)中，θ_j为线性回归模型的参数；α为学习率；m为标定样本数量；h_θ为线性函数；

为输入变量，是目标在图像中对应出瞳方位角的位置；y⁽ⁱ⁾为输出变量，是目标在图像中对应出瞳俯仰角的位置。由参数θ_j可确定恒星运动轨迹，亦可确定地平式望远镜的入瞳方位角。

步骤306：结合地平式望远镜的方位角、俯仰角以及入瞳方位角，根据公式(3)计算固定旋转偏差角。

步骤400：对采集图像进行目标检测与跟踪，计算目标在图像中的位置，并获得目标在出瞳坐标系下的的脱靶量；

步骤400中，通过检测、跟踪等图像处理手段对采集图像进行图像背景增强、亮度与对比度调节、二值化处理、连通域提取以及质心计算等处理后，计算目标在图像中的位置，并进一步获得目标脱靶量。

步骤500：通过虚拟旋转坐标系，基于像旋角计算结果将目标在出瞳坐标系下的脱靶量投影至入瞳坐标系下，完成目标脱靶量与地平式望远镜的双轴匹配；

步骤500中，本申请通过虚拟旋转坐标系，并将目标在出瞳坐标系下的脱靶量投影至入瞳坐标系下，从而实现目标脱靶量与地平式望远镜的双轴匹配，有效解决了由像旋引起的目标脱靶量与地平式望远镜双轴不匹配问题，通过虚拟旋转坐标系，消除了传统的光学消旋环节，同时消除了传统光学消旋机构的运动精度对目标跟踪精度的影响，有效降低了系统成本，提升了系统可维护性。具体的，目标脱靶量投影至入瞳坐标系表达为：

公式(5)中，dA与dE分别为目标对应出瞳方位角与出瞳俯仰角的脱靶量；dA′与dE′分别为目标对应入瞳方位角与入瞳俯仰角的脱靶量。目标脱靶量投影变换示意图如图3所示。

步骤600：图像处理器将目标在出瞳坐标系下的脱靶量数据发送至地平式望远镜的伺服系统，对望远镜的指向进行闭环修正；

步骤600中，地平式望远镜的伺服系统与图像处理器之间通过串口实现数据通信。

请参阅图4，是本申请实施例的地平式望远镜消像旋目标跟踪系统的结构示意图。本申请实施例的地平式望远镜消像旋目标跟踪系统包括指向获取模块、图像采集模块、像旋角计算模块、目标检测模块、目标投影模块和指向修正模块。

指向获取模块：用于获取地平式望远镜的方位角与俯仰角指向；其中，地平式望远镜的方位角与俯仰角均安装有高精度光电编码器，分别用于采集方位角与俯仰角编码器的码值，光电编码器通过串口与图像处理器通信，图像处理器对光电编码器采集到的码值进行解码，从而获得地平式望远镜的方位角与俯仰角指向。其中，图像处理器的解码公式为：

公式(1)、(2)中，A与E分别表示地平式望远镜的方位角与俯仰角指向；N_A与N_E分别为地平式望远镜的方位角与俯仰角编码器的码值；M_A与M_E分别为地平式望远镜方位角与俯仰角编码器的全量程码值。

图像采集模块：用于实时采集图像，并将图像传输至图像处理器；其中，图像采集模块为地平式望远镜的相机，地平式望远镜的相机采集的图像经由标准接口传输至图像处理器，接口形式包括但不限于USB、网口及CameraLink等，具体接口形式视相机而定。图像处理器采用软中断形式被动接收相机传输的图像。

像旋角计算模块：用于根据地平式望远镜的方位角与俯仰角指向计算地平式望远镜的像旋角；其中，像旋角计算公式为：

R＝A-E+B,(3)

公式(3)中，R为地平式望远镜的像旋角；B为地平式望远镜入瞳坐标系与出瞳坐标系的固定旋转偏差角(地平式望远镜的像旋角与方位角、俯仰角的差值之间存在一个固定旋转偏差角)。将地平式望远镜的方位角与俯仰角视为刚体，则B为常数，本申请利用观测恒星对该固定旋转偏差角进行标定；该方式操作简单，且标定精度高。

进一步地，像旋角计算模块还包括：

图像采集单元：引导地平式望远镜指向任意恒星，确认视场中出现所指向恒星后，图像采集单元实时采集并存储图像；

指向调整单元：用于固定地平式望远镜的俯仰角，并调整其方位角指向；其中，方位角指向的调整幅度视具体情况而定，本申请实施例优选设置为视场宽度的1/10。

标定点判断单元：用于判断是否完成所有标定点的采集，若未完成，通过图像采集单元和指向调整单元重复执行上述操作，若已完成，通过位置记录单元记录恒星位置；

位置记录单元：用于在已采集的图像中检测恒星目标，并记录图像中各标定状态下的恒星位置；

运动轨迹获取单元：用于对各标定状态下的恒星位置进行线性回归，获得恒星运动轨迹，确定地平式望远镜的入瞳方位角；其中，线性回归过程表达为：

公式(4)中，θ_j为线性回归模型的参数；α为学习率；m为标定样本数量；h_θ为线性函数；

为输入变量，是目标在图像中对应出瞳方位角的位置；y⁽ⁱ⁾为输出变量，是目标在图像中对应出瞳俯仰角的位置。由参数θ_j可确定恒星运动轨迹，亦可确定地平式望远镜的入瞳方位角。

旋转偏差角计算单元：用于结合地平式望远镜的方位角、俯仰角以及入瞳方位角计算固定旋转偏差角，计算公式如公式(3)。

目标检测模块：用于对采集图像进行目标检测与跟踪，计算目标在图像中的位置，并获得目标在出瞳坐标系下的的脱靶量；其中，通过检测、跟踪等图像处理手段对采集图像进行图像背景增强、亮度与对比度调节、二值化处理、连通域提取以及质心计算等处理后，计算目标在图像中的位置，并进一步获得目标脱靶量。

目标投影模块：用于通过虚拟旋转坐标系，基于像旋角计算结果将目标在出瞳坐标系下的脱靶量投影至入瞳坐标系下，完成目标脱靶量与地平式望远镜的双轴匹配；其中，本申请通过虚拟旋转坐标系，并将目标在出瞳坐标系下的脱靶量投影至入瞳坐标系下，从而实现目标脱靶量与地平式望远镜的双轴匹配，有效解决了由像旋引起的目标脱靶量与地平式望远镜双轴不匹配问题，通过虚拟旋转坐标系，消除了传统的光学消旋环节，同时消除了传统光学消旋机构的运动精度对目标跟踪精度的影响，有效降低了系统成本，提升了系统可维护性。具体的，目标脱靶量投影至入瞳坐标系表达为：

公式(5)中，dA与dE分别为目标对应出瞳方位角与出瞳俯仰角的脱靶量；dA′与dE′分别为目标对应入瞳方位角与入瞳俯仰角的脱靶量。目标脱靶量投影变换示意图如图3所示。

指向修正模块：用于将目标在出瞳坐标系下的脱靶量数据发送至地平式望远镜的伺服系统，对望远镜的指向进行闭环修正；其中，指向修正模块为图像处理器，地平式望远镜的伺服系统与图像处理器之间通过串口实现数据通信。

图5是本申请实施例提供的地平式望远镜消像旋目标跟踪方法的硬件设备结构示意图。如图5所示，该设备包括一个或多个处理器以及存储器。以一个处理器为例，该设备还可以包括：输入系统和输出系统。

处理器、存储器、输入系统和输出系统可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的处理方法。

存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理系统。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入系统可接收输入的数字或字符信息，以及产生信号输入。输出系统可包括显示屏等显示设备。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器中，当被所述一个或者多个处理器执行时，执行上述任一方法实施例的以下操作：

步骤a：获取地平式望远镜采集的图像，并根据所述地平式望远镜的方位角和俯仰角计算地平式望远镜的像旋角；

步骤b：对所述采集图像进行目标检测与跟踪，计算目标在图像中的位置，并获得目标在出瞳坐标系下的的脱靶量；

步骤c：通过虚拟旋转坐标系，基于所述像旋角计算结果将目标在出瞳坐标系下的脱靶量投影至入瞳坐标系下，完成目标脱靶量与地平式望远镜的双轴匹配。

上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例提供的方法。

本申请实施例提供了一种非暂态(非易失性)计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行以下操作：

步骤a：获取地平式望远镜采集的图像，并根据所述地平式望远镜的方位角和俯仰角计算地平式望远镜的像旋角；

步骤b：对所述采集图像进行目标检测与跟踪，计算目标在图像中的位置，并获得目标在出瞳坐标系下的的脱靶量；

步骤c：通过虚拟旋转坐标系，基于所述像旋角计算结果将目标在出瞳坐标系下的脱靶量投影至入瞳坐标系下，完成目标脱靶量与地平式望远镜的双轴匹配。

本申请实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行以下操作：

步骤a：获取地平式望远镜采集的图像，并根据所述地平式望远镜的方位角和俯仰角计算地平式望远镜的像旋角；

步骤b：对所述采集图像进行目标检测与跟踪，计算目标在图像中的位置，并获得目标在出瞳坐标系下的的脱靶量；

步骤c：通过虚拟旋转坐标系，基于所述像旋角计算结果将目标在出瞳坐标系下的脱靶量投影至入瞳坐标系下，完成目标脱靶量与地平式望远镜的双轴匹配。

本申请实施例的地平式望远镜消像旋目标跟踪方法、系统及电子设备将目标在出瞳坐标系下的脱靶量投影至入瞳坐标系下，从而实现目标脱靶量与地平式望远镜的双轴匹配，有效解决了由像旋引起的目标脱靶量与地平式望远镜双轴不匹配问题，通过虚拟旋转坐标系，消除了传统的光学消旋环节，同时消除了传统光学消旋机构的运动精度对目标跟踪精度的影响，有效降低了系统成本，提升了系统可维护性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本申请中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本申请所示的这些实施例，而是要符合与本申请所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种地平式望远镜消像旋目标跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a：获取地平式望远镜采集的图像，并根据所述地平式望远镜的方位角和俯仰角计算地平式望远镜的像旋角；

步骤b：对所述采集图像进行目标检测与跟踪，计算目标在图像中的位置，并获得目标在出瞳坐标系下的的脱靶量；

步骤c：通过虚拟旋转坐标系，基于所述像旋角计算结果将目标在出瞳坐标系下的脱靶量投影至入瞳坐标系下，完成目标脱靶量与地平式望远镜的双轴匹配；

其中，在所述步骤a中，所述像旋角计算公式为：

R＝A-E+B,

上述公式中，R为地平式望远镜的像旋角；B为地平式望远镜入瞳坐标系与出瞳坐标系的固定旋转偏差角；

在所述步骤c中，所述目标脱靶量投影至入瞳坐标系表达为：

上述公式中，dA与dE分别为目标对应出瞳方位角与出瞳俯仰角的脱靶量；dA′与dE′分别为目标对应入瞳方位角与入瞳俯仰角的脱靶量。

2.根据权利要求1所述的地平式望远镜消像旋目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤a还包括：获取地平式望远镜的方位角与俯仰角指向：

上述公式中，A与E分别表示地平式望远镜的方位角与俯仰角指向；N_A与N_E分别为地平式望远镜的方位角与俯仰角编码器的码值；M_A与M_E分别为地平式望远镜方位角与俯仰角编码器的全量程码值。

3.根据权利要求1所述的地平式望远镜消像旋目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤a还包括：利用观测恒星对所述固定旋转偏差角进行标定，标定方法具体包括：

步骤a1：引导地平式望远镜指向任意恒星，确认视场中出现所指向恒星后，实时采集并存储图像；

步骤a2：固定地平式望远镜的俯仰角，并调整其方位角指向；

步骤a3：在已采集的图像中检测恒星目标，并记录图像中各标定状态下的恒星位置；

步骤a4：对各标定状态下的恒星位置进行线性回归，获得恒星运动轨迹，确定地平式望远镜的入瞳方位角；所述线性回归过程表达为：

上述公式中，θ_j为线性回归模型的参数，由参数θ_j确定恒星运动轨迹，并确定地平式望远镜的入瞳方位角；α为学习率；m为标定样本数量；h_θ为线性函数；

为输入变量，是目标在图像中对应出瞳方位角的位置；y⁽ⁱ⁾为输出变量，是目标在图像中对应出瞳俯仰角的位置；

步骤a5：结合地平式望远镜的方位角、俯仰角以及入瞳方位角，根据像旋角计算公式计算固定旋转偏差角。

4.一种地平式望远镜消像旋目标跟踪系统，其特征在于，包括：

图像采集模块：用于获取地平式望远镜采集的图像；

像旋角计算模块：用于根据所述地平式望远镜的方位角和俯仰角计算地平式望远镜的像旋角；

目标检测模块：用于对所述采集图像进行目标检测与跟踪，计算目标在图像中的位置，并获得目标在出瞳坐标系下的的脱靶量；

目标投影模块：用于通过虚拟旋转坐标系，基于所述像旋角计算结果将目标在出瞳坐标系下的脱靶量投影至入瞳坐标系下，完成目标脱靶量与地平式望远镜的双轴匹配；

其中，所述像旋角计算公式为：

R＝A-E+B,

上述公式中，R为地平式望远镜的像旋角；B为地平式望远镜入瞳坐标系与出瞳坐标系的固定旋转偏差角；

所述目标脱靶量投影至入瞳坐标系表达为：

上述公式中，dA与dE分别为目标对应出瞳方位角与出瞳俯仰角的脱靶量；dA′与dE′分别为目标对应入瞳方位角与入瞳俯仰角的脱靶量。

5.根据权利要求4所述的地平式望远镜消像旋目标跟踪系统，其特征在于，还包括指向获取模块，所述指向获取模块用于获取地平式望远镜的方位角与俯仰角指向：

上述公式中，A与E分别表示地平式望远镜的方位角与俯仰角指向；N_A与N_E分别为地平式望远镜的方位角与俯仰角编码器的码值；M_A与M_E分别为地平式望远镜方位角与俯仰角编码器的全量程码值。

6.根据权利要求4所述的地平式望远镜消像旋目标跟踪系统，其特征在于，所述像旋角计算模块利用观测恒星对所述固定旋转偏差角进行标定，像旋角计算模块具体包括：

图像采集单元：用于引导地平式望远镜指向任意恒星，确认视场中出现所指向恒星后，实时采集并存储图像；

指向调整单元：用于固定地平式望远镜的俯仰角，并调整其方位角指向；

位置记录单元：用于在已采集的图像中检测恒星目标，并记录图像中各标定状态下的恒星位置；

运动轨迹获取单元：用于对各标定状态下的恒星位置进行线性回归，获得恒星运动轨迹，确定地平式望远镜的入瞳方位角；所述线性回归过程表达为：

上述公式中，θ_j为线性回归模型的参数，由参数θ_j确定恒星运动轨迹，并确定地平式望远镜的入瞳方位角；α为学习率；m为标定样本数量；h_θ为线性函数；

为输入变量，是目标在图像中对应出瞳方位角的位置；y⁽ⁱ⁾为输出变量，是目标在图像中对应出瞳俯仰角的位置；

旋转偏差角计算单元：用于结合地平式望远镜的方位角、俯仰角以及入瞳方位角，根据像旋角计算公式计算固定旋转偏差角。

7.一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述1至3任一项所述的地平式望远镜消像旋目标跟踪方法的以下操作：

步骤a：获取地平式望远镜采集的图像，并根据所述地平式望远镜的方位角和俯仰角计算地平式望远镜的像旋角；

步骤b：对所述采集图像进行目标检测与跟踪，计算目标在图像中的位置，并获得目标在出瞳坐标系下的的脱靶量；

步骤c：通过虚拟旋转坐标系，基于所述像旋角计算结果将目标在出瞳坐标系下的脱靶量投影至入瞳坐标系下，完成目标脱靶量与地平式望远镜的双轴匹配。

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