CN110926462A - 一种基于机载光电探测系统地面目标标记方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于机载光电探测系统地面目标标记方法，利用光电探测系统稳定平台加装的IMU(惯性测量单元)后，采用GNSS数据组合导航、或者与载机主惯导进行传递对准后，解决传统地面校靶无法克服的在空中挂装的振颤、扭曲问题，其可以精确的测量光电探测系统稳定平台姿态相关数据，并提供了极低延迟的测量数据。因此利用光电探测系统的该特性，本发明的一种基于机载光电探测系统地面目标标记使用方法，有效的解决了：飞行员在进行侦查时，往往无法对多个随机目标进行持续观察的问题。

Description

一种基于机载光电探测系统地面目标标记方法
技术领域
本发明属于机载光电探测系统系统控制技术领域，涉及一种基于机载光电探测系统地面目标标记方法，用于在对多个目标进行目标标记，持续探测中。
背景技术
随着机载光电探测系统广泛使用，传统的光电探测系统存储的与载机的挂装角在空中不够精确，同时载机主惯导的数据延迟的不确定性，当其应用的在高空、高速、大机动的载机上时，对探测的目标的定位精度会变差、因此限制了载机对地探测的作战使用范围，尤其是对多个兴趣目标持续探测、精确定位使用中，将无法达到理想要求。
随着机载光电探测系统探测技术的不断进步，对如何提高光电探测系统对地面目标探测、定位精度的研究也在不断的深入，在光电探测系统稳定平台加装IMU(惯性测量单元)后，对地面目标探测定位精度有了提高的可能，本发明利用了其特性，发明了一种基于机载光电探测系统地面目标标记使用方法。
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机载光电探测系统地面目标标记方法。
技术方案
一种基于机载光电探测系统地面目标标记方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：光电探测系统收到载机下发的目标标记命令，其自动开启激光测距，在其视频中心“十字”位置提示目标1；
步骤2：利用测量的目标距离、光电探测系统地理坐标、光电探测系统稳定平台姿态信息，调用地理定位算法模块，解算出目标1的地理坐标并进行存储；
步骤3：光电探测系统将记录的目标1地理坐标，光电探测系统地理坐标，稳定平台上IMU测量的姿态信息及光电探测系统头部框架方位角、俯仰角、横滚角，调用地理跟踪算法模块解算出光电探测系统指向该目标所需的方位角、俯仰角；
步骤4：重复步骤1～步骤3，对目标2、目标3至目标n多个目标进行标记存储目标的地理坐标，并将存储的目标2，目标3至目标n多个目标进行实时解算出光电探测系统指向该目标所需的方位角、俯仰角；
步骤5：建立“前右下”光电探测系统舱体坐标系OXp0Yp0Zp0，其中：OX轴平行于舱体纵轴，向前为正；OY轴在吊舱水平面内且垂直于OX轴，向右为正；OZ轴平行于吊舱立轴，向下为正；
然后将步骤4中光电探测系统实时解算目标1，目标2，目标3至目标n多个目标指向的方位角、俯仰角、及光电探测系统框架方位角、俯仰角、横滚角代入瞄准线到舱体系投影解算模块，解的瞄准线到光电探测系统舱体系投影，解得求解出稳定平台方位角∠α、俯仰角∠β；
步骤6：如果步骤5得到的方位角∠α、俯仰角∠β位于光电探测系统当前的视场角度内，利用预先测量得到视场角度与传感器分辨率对应关系，求解出出该方位角、俯仰角对应的像素坐标，并在视频画面下像素坐标位置显示记录的编号位置；
当光电探测系统收到载机目标1或者目标2或者目标3至目标n多个目标编号指令，光电探测系统无横滚轴时，将步骤4中解算出方位角、俯仰角，直接代入光电探测系统控制系统模块，驱动平台指向目标的；当光电探测系统具有横滚轴时，利用几何关系将方位角、俯仰角转化为俯仰角、横滚角代入光电探测系统控制系统模块，驱动平台指向目标。
有益效果
本发明提出的一种基于机载光电探测系统地面目标标记方法，利用光电探测系统稳定平台加装的IMU(惯性测量单元)后，采用GNSS数据组合导航、或者与载机主惯导进行传递对准后，解决传统地面校靶无法克服的在空中挂装的振颤、扭曲问题，其可以精确的测量光电探测系统稳定平台姿态相关数据，并提供了极低延迟的测量数据。因此利用光电探测系统的该特性，本发明的一种基于机载光电探测系统地面目标标记使用方法，有效的解决了：飞行员在进行侦查时，往往无法对多个随机目标进行持续观察的问题。
附图说明
图1为本发明的方法运行流程示意图；
图2为本发明的建立“前右下”坐标系示意图；
图3为本发明的飞机下显操作示意图；
图4为本发明的飞机下显操作示意图；
图5为本发明的飞机下显操作示意图。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
针对瞄准吊舱(简称瞄准吊舱)中稳定平台加装IMU模块后，针对该发明瞄准吊舱的系统控制进行了如下步骤，见图1：
步骤1、瞄准吊舱起飞后完成IMU的组合导航、并根据载机下发的动态校靶指令通过传递对完成动态校靶；
步骤2、飞行员操作瞄准吊舱对地探测过程中，发现可疑目标，移动游标，使瞄准吊舱进入手动模式，并指向该目标；
步骤3、按压下显周边键“标记”按键，见图3；
步骤4、瞄准吊舱系统控制软件收到该命令，自动开启目标测距功能，并调用地理定位算法模块，利用测量的目标距离、IMU测量稳定平台的航向角、俯仰角、横滚角和载机的地理坐标解算出目标的地理坐标经纬高信息记录下来，并发现图像处理软件该命令，图像处理软件在视频画面“十字”处现象目标1，如图3所示；
步骤5、利用步骤1～步骤4的过程，飞行员在侦查过程中连续标记了7个不同目标，瞄准吊舱系统控制软件分别记录7个不同目标的地理坐标；
步骤6、瞄准吊舱系统控制系统分别对记录的不同目标实时调用地理跟踪算法模块，利用目标的地理坐标、瞄准吊舱的相对高度、瞄准吊舱的地理坐标、瞄准吊舱稳定平台的姿态航向角、俯仰角、横滚角实时解算瞄准吊舱瞄准线的俯仰角、方位角；
步骤7、系统控制系统实时将步骤6中得到的俯仰角、方位角，及瞄准吊舱框架方位角、俯仰角、横滚角，代入瞄准线到舱体投影解算模块得到稳定平台方位角、俯仰角，如图4，α为方位角偏差、β俯仰角偏差；如当前瞄准吊舱视场角为3.2°×2.56°，传感器分辨率1280×1024.利用其对应关系，计算出方位角偏差、俯仰角偏差对应像素坐标，并发送图像处理软件，图像处理软件按照该坐标在原始视频画面对应坐标位置中显示目标编号，如图4所示；
步骤8、当飞行员希望对之前标记的目标观测时，只需按压下显周边键中菜单按键，进入目标选择界面并按压目标编号键5，如图5所示，瞄准吊舱系统控制软件收到目标编号5指令，并将从步骤6中的得到对于该目标的瞄准线方位角、俯仰角变换成瞄准吊舱框架俯仰角、横滚角(方位角为0°)发送给稳定跟踪分系统软件中，驱动瞄准吊舱框架将指向该目标。

Claims (1)

1.一种基于机载光电探测系统地面目标标记方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：光电探测系统收到载机下发的目标标记命令，其自动开启激光测距，在其视频中心“十字”位置提示目标1；
步骤2：利用测量的目标距离、光电探测系统地理坐标、光电探测系统稳定平台姿态信息，调用地理定位算法模块，解算出目标1的地理坐标并进行存储；
步骤3：光电探测系统将记录的目标1地理坐标，光电探测系统地理坐标，稳定平台上IMU测量的姿态信息及光电探测系统头部框架方位角、俯仰角、横滚角，调用地理跟踪算法模块解算出光电探测系统指向该目标所需的方位角、俯仰角；
步骤4：重复步骤1～步骤3，对目标2、目标3至目标n多个目标进行标记存储目标的地理坐标，并将存储的目标2，目标3至目标n多个目标进行实时解算出光电探测系统指向该目标所需的方位角、俯仰角；
步骤5：建立“前右下”光电探测系统舱体坐标系OXp0Yp0Zp0，其中：OX轴平行于舱体纵轴，向前为正；OY轴在吊舱水平面内且垂直于OX轴，向右为正；OZ轴平行于吊舱立轴，向下为正；
然后将步骤4中光电探测系统实时解算目标1，目标2，目标3至目标n多个目标指向的方位角、俯仰角、及光电探测系统框架方位角、俯仰角、横滚角代入瞄准线到舱体系投影解算模块，解的瞄准线到光电探测系统舱体系投影，解得求解出稳定平台方位角∠α、俯仰角∠β；
步骤6：如果步骤5得到的方位角∠α、俯仰角∠β位于光电探测系统当前的视场角度内，利用预先测量得到视场角度与传感器分辨率对应关系，求解出出该方位角、俯仰角对应的像素坐标，并在视频画面下像素坐标位置显示记录的编号位置；
当光电探测系统收到载机目标1或者目标2或者目标3至目标n多个目标编号指令，光电探测系统无横滚轴时，将步骤4中解算出方位角、俯仰角，直接代入光电探测系统控制系统模块，驱动平台指向目标的；当光电探测系统具有横滚轴时，利用几何关系将方位角、俯仰角转化为俯仰角、横滚角代入光电探测系统控制系统模块，驱动平台指向目标。
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