CN117169915B - 一种远距离实时跟踪单光子特征识别和成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远距离实时跟踪单光子特征识别和成像系统，涉激光雷达技术领域，包括特征识别系统和成像系统，所述特征识别系统和所述成像系统均包括光路模块、控制模块和探测模块，具体包括以下步骤：S1：控制特征识别系统和成像系统对准包含待测高动态目标场景；S2：通过控制模块控制高精度两轴云台及自动变焦器使得光路模块获取待测高动态目标光学信息；S3：控制特征识别系统和成像系统对待测高动态目标实时跟踪；S4：根据阵列单光子探测器回传数据于PC处理器上位机软件进行解析。本发明具有成本低、规模小、实时性强的特点，能够有效解决现有远距离单光子探测中的远距离高动态目标探测问题。

Description

一种远距离实时跟踪单光子特征识别和成像系统

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，尤其是涉及一种远距离实时跟踪单光子特征识别和成像系统。

背景技术

激光雷达基于主动激光发射和收集或被动探测对目标进行探测，而对远距离目标探测时随着距离增加，回波信号的光强不可避免的出现严重衰减，使得收集端只能采集到微弱信号，单光子探测器以及时间相关单光子计数技术等单光子相关技术可针对微弱光信号进行探测，给激光雷达带来了新的发展契机。

然而传统的远距离单光子探测系统庞大，功能有限，不具备便携性，且由于远距离探测时大气湍流和空气质量对信号收集的影响导致在探测结果中引入了大量噪声，尤其是对于一些具备高动态信息的目标，高动态信息的引入使得目标信息的捕捉更加困难。因此，远距离高动态目标单光子探测相关技术仍然是难以攻克的课题。传统的远距离单光子探测系统无法同时解决成本低、规模小、高动态目标难以探测的问题，也就无法解决在远距离实时跟踪单光子探测中的实际应用问题。

因此，有必要提供一种远距离实时跟踪单光子特征识别和成像系统，来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种远距离实时跟踪单光子特征识别和成像系统，通过使用多级跟踪技术结合阵列单光子探测器的方法，具有成本低、规模小、实时性强的特点，能够有效解决现有远距离单光子探测中的远距离高动态目标探测问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种远距离实时跟踪单光子特征识别和成像系统，包括特征识别系统和成像系统，所述特征识别系统和所述成像系统均包括光路模块、控制模块和探测模块，具体包括以下步骤：

S1：控制特征识别系统和成像系统对准包含待测高动态目标场景；

S2：通过控制模块控制高精度两轴云台及自动变焦器使得光路模块获取待测高动态目标光学信息；

S3：控制特征识别系统和成像系统对待测高动态目标实时跟踪；

S4：根据阵列单光子探测器回传数据于PC处理器上位机软件进行解析。

优选的，在特征识别系统中，控制模块包括PC处理器、单片机、电机驱动器、自动变焦器、DAC、偏转镜控制器和搭载光路模块的高精度两轴云台；光路模块包括望远镜、压电陶瓷偏转镜、反射镜、格兰棱镜和透镜，探测模块包括定位相机和阵列单光子探测器；

特征识别系统中通过光路模块采集目标场景光信号，并聚焦至探测模块的定位相机及阵列单光子探测器的探测面，控制模块通过PC处理器控制单片机，驱动自动变焦器根据目标距离调整望远镜焦距，并由串口接收定位相机回传的定位信息，分别通过串口通信和输出直流电压的方式对控制模块中的云台和光路模块中的压电陶瓷偏转镜施加控制，阵列单光子探测器将获取的数据通过PC处理器处理得到目标携带的特征信息。

优选的，成像系统中，控制模块，包括PC处理器、单片机、电机驱动器、自动变焦器、DAC、偏转镜控制器、搭载光路模块的高精度两轴云台，光路模块包括望远镜、压电陶瓷偏转镜和透镜；探测模块包括阵列单光子探测器，成像系统将获取的数据通过PC处理器处理得到实时图像，并呈现在PC处理器软件的图像展示界面。

优选的，在步骤S1中，PC处理器通过无线DAP调试器驱动单片机，单片机控制搭载光学模块的高精度两轴云台。

优选的，在步骤S2中，具体包括以下步骤：

S21：单片机通过RS232通信向电机驱动器发送指令，根据包含待测高动态目标场景的距离，驱动电机驱动器输出直流电压至自动变焦器调节望远镜焦距并通过RS485通信控制搭载光学模块的高精度两轴云台微调，获得目标视场；

S22：在特征识别系统中，望远镜设置为大口径卡塞格林望远镜，对目标视场进行光信号收集，光信号经过格兰棱镜起偏分光分为两束，一束射至压电陶瓷偏转镜，一束射至反射镜；

在成像系统中，望远镜设置为大口径卡塞格林望远镜对目标视场光信号进行收集，光信号经过压电陶瓷偏转镜反射；

S23：在特征识别系统中，压电陶瓷偏转镜将光信号反射至透镜，透镜将光斑聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面，反射镜将光信号反射至透镜，透镜将光斑聚焦至覆盖定位相机的探测面；

在成像系统中，压电陶瓷偏转镜将光信号反射至透镜，透镜将光斑聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面。

优选的，在步骤S3中，具体包括以下步骤：

S31：在特征识别系统中，透镜将光斑聚焦至覆盖定位相机的探测面后，定位相机根据光斑携带的包含待测高动态目标场景的光信息，确定待测目标基于定位相机探测面的相对定位；

在成像系统中，透镜将光斑聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面后，阵列单光子探测器根据光斑携带的包含待测高动态目标场景的光信息，确定待测目标基于阵列单光子探测器探测面的相对定位；

S32：相对定位信息由目标信息在探测面的横向像素点覆盖长度SX和纵向像素点覆盖长度SY计算出目标信息的质心点在定位相机探测面的坐标位置，记为探测面的横坐标DX和纵坐标DY，探测面中心点坐标为(0,0)；

S33：设置阈值|threshold|；

DX>+|threshold|，目标在目标场景中偏右位置，单片机通过RS485通信控制搭载光学模块的高精度两轴云台向右转动；

DX<-|threshold|，目标在目标场景中偏左位置，单片机控制高精度两轴云台向左转动；

DY>+|threshold|，目标在目标场景中偏上位置，单片机控制高精度两轴云台向上转动；

DY<-|threshold|，目标在目标场景中偏下位置，单片机控制高精度两轴云台向下转动；

S34：设定0<|DX|<|threshold|；

DX<0，当前聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面的光斑中目标信息在探测面偏左位置，单片机通过SPI通信控制DAC输出直流电压至偏转镜控制器，偏转镜控制器控制压电陶瓷偏转镜向右转动；

DX>0，当前聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面的光斑中目标信息在探测面偏右位置，偏转镜控制器控制压电陶瓷偏转镜向左转动；

设定0<|DY|<|threshold；

DY<0，当前聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面的光斑中目标信息在探测面偏下位置，偏转镜控制器控制压电陶瓷偏转镜向上转动；

DY>0，当前聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面的光斑中目标信息在探测面偏上位置，偏转镜控制器控制压电陶瓷偏转镜向下转动。

优选的，在步骤S4中，具体包括以下步骤：

S41：特征识别系统中，阵列单光子探测器根据当前覆盖阵列单光子探测器探测面的光斑包含的信息生成二进制数据回传至PC处理器，由上位机软件处理数据获取目标特征信息；

S42：成像系统中，阵列单光子探测器根据当前覆盖阵列单光子探测器探测面的光斑包含的信息生成二进制数据回传至PC处理器，由上位机软件界面处理数据，并在软件图像显示界面显示实时图像。

因此，本发明采用上述一种远距离实时跟踪单光子特征识别和成像系统，具备以下有益效果：

(1)本发明通过紧凑的光路模块和少量电子学器件大幅减小了系统规模。

(2)本发明利用阵列单光子探测技术结合远距离探测系统，提高系统实时性及成像帧频，并提供特征识别功能。

(3)本发明在单光子探测系统中应用多级自动跟踪技术，实现对远距离高动态目标的实时跟踪单光子成像。

(4)本发明同时具备特征识别和成像两种功能。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明的特征识别系统框图；

图2为本发明的成像系统框图；

图3是本发明的特征识别系统中控制模块工作原理图；

图4是本发明一种远距离实时跟踪单光子特征识别和成像系统的流程图；附图标注

101、光路模块；102、探测模块；103、控制模块。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其它要素的可能。术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“附着”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供了一种远距离实时跟踪单光子特征识别和成像系统，包括特征识别系统和成像系统，所述特征识别系统和所述成像系统均包括光路模块101、控制模块103和探测模块102。

在特征识别系统中，控制模块103包括PC处理器、单片机、电机驱动器、自动变焦器、DAC、偏转镜控制器和搭载光路模块101的高精度两轴云台；其中PC处理器用于控制单片机行使对应功能及基于阵列单光子探测器对应上位机软件解析阵列单光子探测器回传数据；单片机用于接收PC处理器传达的指令、接收定位相机回传的定位信息、控制电机驱动器工作、驱动DAC工作及驱动高精度两轴云台工作；其中电机驱动器用于驱动自动变焦器工作，自动变焦器用于调整望远镜焦距，DAC用于驱动偏转镜控制器工作，偏转镜控制器用于控制压电陶瓷偏转镜转动，高精度两轴云台用于转动其搭载的光路模块101。

光路模块101包括望远镜、压电陶瓷偏转镜、反射镜、格兰棱镜和透镜，其中格兰棱镜用于起偏分光的作用，压电陶瓷偏转镜用于反射分光后的光斑及调整光斑位置，反射镜用于反射回收的光斑，透镜用于聚焦光斑以覆盖阵列单光子探测器和定位相机的探测面。

探测模块102包括定位相机和阵列单光子探测器；定位相机可以针对目标携带的特定波段光强信息实现基于定位相机探测面的相对定位，并通过RS422通信高频率地回传定位信息，阵列单光子探测器具备增益大、响应速度快、探测效率高、帧频高、体积小、易于集成、功耗低等优点，相比传统单光子探测器可以有效提升探测指标，满足远距离单光子特征识别的相关要求。

特征识别系统中通过光路模块101采集目标场景光信号，并聚焦至探测模块102的定位相机及阵列单光子探测器的探测面，控制模块103通过PC处理器控制单片机，驱动自动变焦器根据目标距离调整望远镜焦距，并由串口接收定位相机回传的定位信息，分别通过串口通信和输出直流电压的方式对控制模块103中的云台和光路模块101中的压电陶瓷偏转镜施加控制，阵列单光子探测器将获取的数据通过PC处理器处理得到目标携带的特征信息。

如图2所示，在成像系统中，控制模块103，包括PC处理器、单片机、电机驱动器、自动变焦器、DAC、偏转镜控制器、搭载光路模块101的高精度两轴云台；其中PC处理器用于控制单片机行使对应功能及基于阵列单光子探测器对应上位机软件解析阵列单光子探测器回传数据，单片机用于接收PC处理器传达的指令、接收阵列单光子探测器回传的定位信息、控制电机驱动器工作、驱动DAC工作及驱动高精度两轴云台工作；其中电机驱动器用于驱动自动变焦器工作，自动变焦器用于调整望远镜焦距，DAC用于驱动偏转镜控制器工作，偏转镜控制器用于控制压电陶瓷偏转镜转动，高精度两轴云台用于转动其搭载的光路模块101。

光路模块101包括望远镜、压电陶瓷偏转镜和透镜；其中望远镜采用大口径卡塞格林望远镜以保证目标信号的收集，压电陶瓷偏转镜用于反射分光后的光斑及调整光斑位置，透镜用于聚焦光斑以覆盖阵列单光子探测器的探测面。

探测模块102包括阵列单光子探测器，阵列单光子探测器提供定位功能和成像功能。成像系统将获取的数据通过PC处理器处理得到实时图像，并呈现在PC处理器软件的图像展示界面。

如图4所示，具体包括以下步骤：S1：控制特征识别系统和成像系统对准包含待测高动态目标场景；在步骤S1中，PC处理器通过无线DAP调试器驱动单片机，单片机控制搭载光学模块的高精度两轴云台。

S2：通过控制模块103控制高精度两轴云台及自动变焦器使得光路模块101获取待测高动态目标光学信息；在步骤S2中，具体包括以下步骤：

S21：单片机通过RS232通信向电机驱动器发送指令，根据包含待测高动态目标场景的距离，驱动电机驱动器输出直流电压至自动变焦器调节望远镜焦距并通过RS485通信控制搭载光学模块的高精度两轴云台微调，获得目标视场；

S22：在特征识别系统中，望远镜设置为大口径卡塞格林望远镜，对目标视场进行光信号收集，光信号经过格兰棱镜起偏分光分为两束，一束射至压电陶瓷偏转镜，一束射至反射镜；

在成像系统中，望远镜设置为大口径卡塞格林望远镜对目标视场光信号进行收集，光信号经过压电陶瓷偏转镜反射；

S23：在特征识别系统中，压电陶瓷偏转镜将光信号反射至透镜，透镜将光斑聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面，反射镜将光信号反射至透镜，透镜将光斑聚焦至覆盖定位相机的探测面；

在成像系统中，压电陶瓷偏转镜将光信号反射至透镜，透镜将光斑聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面。

S3：控制特征识别系统和成像系统对待测高动态目标实时跟踪；在步骤S3中，具体包括以下步骤：

S31：在特征识别系统中，透镜将光斑聚焦至覆盖定位相机的探测面后，定位相机根据光斑携带的包含待测高动态目标场景的光信息，确定待测目标基于定位相机探测面的相对定位；

在成像系统中，透镜将光斑聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面后，阵列单光子探测器根据光斑携带的包含待测高动态目标场景的光信息，确定待测目标基于阵列单光子探测器探测面的相对定位；阵列单光子探测器具备32X32像素的探测面，且每个像素点为单独的单光子探测器，并分别具备独立的TDC，用于记录光子到达时间。

S32：相对定位信息由目标信息在探测面的横向像素点覆盖长度SX和纵向像素点覆盖长度SY计算出目标信息的质心点在定位相机探测面的坐标位置，记为探测面的横坐标DX和纵坐标DY，探测面中心点坐标为(0,0)；

S33：设置阈值|threshold|；

DX>+|threshold|，目标在目标场景中偏右位置，单片机通过RS485通信控制搭载光学模块的高精度两轴云台向右转动；

DX<-|threshold|，目标在目标场景中偏左位置，单片机控制高精度两轴云台向左转动；

DY>+|threshold|，目标在目标场景中偏上位置，单片机控制高精度两轴云台向上转动；

DY<-|threshold|，目标在目标场景中偏下位置，单片机控制高精度两轴云台向下转动；

S34：设定0<|DX|<|threshold|；

DX<0，当前聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面的光斑中目标信息在探测面偏左位置，单片机通过SPI通信控制DAC输出直流电压至偏转镜控制器，偏转镜控制器控制压电陶瓷偏转镜向右转动；

DX>0，当前聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面的光斑中目标信息在探测面偏右位置，偏转镜控制器控制压电陶瓷偏转镜向左转动；

设定0<|DY|<|threshold；

DY<0，当前聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面的光斑中目标信息在探测面偏下位置，偏转镜控制器控制压电陶瓷偏转镜向上转动；

DY>0，当前聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面的光斑中目标信息在探测面偏上位置，偏转镜控制器控制压电陶瓷偏转镜向下转动。

S4：根据阵列单光子探测器回传数据于PC处理器上位机软件进行解析。在步骤S4中，具体包括以下步骤：

S41：特征识别系统中，阵列单光子探测器根据当前覆盖阵列单光子探测器探测面的光斑包含的信息生成二进制数据回传至PC处理器，由上位机软件处理数据获取目标特征信息；

S42：成像系统中，阵列单光子探测器根据当前覆盖阵列单光子探测器探测面的光斑包含的信息生成二进制数据回传至PC处理器，由上位机软件界面处理数据，并在软件图像显示界面显示实时图像。

如图3所示，特征识别系统中控制模块103工作原理：

PC处理器通过无线DAP调试器向单片机烧写功能程序以驱动单片机行使对应功能，其中单片机采用STM32F4系列芯片，通过RS232通信向电机驱动器发送指令，驱动电机驱动器输出直流电压至自动变焦器调节望远镜焦距，单片机通过SPI控制DAC输出-5～+5V的直流电压至偏转镜控制器，偏转镜控制器内置电压放大模块，可根据DAC输出的-5～+5V的直流电压输出-100～+100V的直流电压，以满足压电陶瓷偏转镜电压供给需求，单片机通过RS485通信向高精度两轴云台发送指令，驱动高精度两轴云台实现角度查询、向指定方向偏转指定角度等功能，定位相机根据待测目标基于定位相机探测面的相对定位，通过RS422通信高频率地回传定位信息，并由单片机解码获取定位信息，阵列单光子探测器根据基于阵列单光子探测器探测面获取的光学信息将数据回传至PC处理器，于PC处理器的上位机软件解析获取目标特征信息。

进一步地，在远距离实时跟踪单光子成像系统中，阵列单光子探测器根据待测目标基于阵列单光子探测器探测面的相对定位，通过RS422通信高频率地回传定位信息，并由单片机解码获取定位信息；阵列单光子探测器根据基于阵列单光子探测器探测面获取的光学信息将数据回传至PC处理器，于PC处理器的上位机软件进行数据解析，并在软件图像显示界面显示实时图像。

阵列单光子探测器具备两种模式，定位成像与特征识别，要满足界面实时显示的前提，选择其中一种工作模式进行工作，两种工作模式不能同时工作，定位成像以RS422回传待测目标在探测面上的相对定位坐标，同时于上位机软件图像显示界面根据待测目标场景光学信息高帧率生成实时图像，从而实现定位成像；特征识别模式下通过记录单位时间内光子数反映待测目标场景强度信息并经傅里叶变化转为强度变化频率信息，并可于上位机软件图像显示界面根据待测目标场景光学强度变化的频率信息以一定帧率生成频率图像，从而实现特征识别。

因此，本发明采用上述一种远距离实时跟踪单光子特征识别和成像系统，通过使用多级跟踪技术结合阵列单光子探测器的方法，具有成本低、规模小、实时性强的特点，能够有效解决现有远距离单光子探测中的远距离高动态目标探测问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种远距离实时跟踪单光子特征识别和成像系统，包括特征识别系统和成像系统，其特征在于：所述特征识别系统和所述成像系统均包括光路模块、控制模块和探测模块，该系统工作过程包括以下步骤：

S1：控制特征识别系统和成像系统对准包含待测高动态目标场景；

S2：通过控制模块控制高精度两轴云台及自动变焦器使得光路模块获取待测高动态目标光学信息；

S3：控制特征识别系统和成像系统对待测高动态目标实时跟踪；

S4：根据阵列单光子探测器回传数据于PC处理器上位机软件进行解析；

S41：特征识别系统中，阵列单光子探测器根据当前覆盖阵列单光子探测器探测面的光斑包含的信息生成二进制数据回传至PC处理器，由上位机软件处理数据获取目标特征信息；

S42：成像系统中，阵列单光子探测器根据当前覆盖阵列单光子探测器探测面的光斑包含的信息生成二进制数据回传至PC处理器，由上位机软件界面处理数据，并在软件图像显示界面显示实时图像。

2.根据权利要求1所述的一种远距离实时跟踪单光子特征识别和成像系统，其特征在于：在特征识别系统中，控制模块包括PC处理器、单片机、电机驱动器、自动变焦器、DAC、偏转镜控制器和搭载光路模块的高精度两轴云台；光路模块包括望远镜、压电陶瓷偏转镜、反射镜、格兰棱镜和透镜，探测模块包括定位相机和阵列单光子探测器；

特征识别系统中通过光路模块采集目标场景光信号，并聚焦至探测模块的定位相机及阵列单光子探测器的探测面，控制模块通过PC处理器控制单片机，驱动自动变焦器根据目标距离调整望远镜焦距，并由串口接收定位相机回传的定位信息，分别通过串口通信和输出直流电压的方式对控制模块中的云台和光路模块中的压电陶瓷偏转镜施加控制，阵列单光子探测器将获取的数据通过PC处理器处理得到目标携带的特征信息。

3.根据权利要求2所述的一种远距离实时跟踪单光子特征识别和成像系统，其特征在于：成像系统中，控制模块，包括PC处理器、单片机、电机驱动器、自动变焦器、DAC、偏转镜控制器、搭载光路模块的高精度两轴云台，光路模块包括望远镜、压电陶瓷偏转镜和透镜；探测模块包括阵列单光子探测器，成像系统将获取的数据通过PC处理器处理得到实时图像，并呈现在PC处理器软件的图像展示界面。

4.根据权利要求3所述的一种远距离实时跟踪单光子特征识别和成像系统，其特征在于：在步骤S1中，PC处理器通过无线DAP调试器驱动单片机，单片机控制搭载光学模块的高精度两轴云台。

5.根据权利要求4所述的一种远距离实时跟踪单光子特征识别和成像系统，其特征在于：在步骤S2中，具体包括以下步骤：

S21：单片机通过RS232通信向电机驱动器发送指令，根据包含待测高动态目标场景的距离，驱动电机驱动器输出直流电压至自动变焦器调节望远镜焦距并通过RS485通信控制搭载光学模块的高精度两轴云台微调，获得目标视场；

S22：在特征识别系统中，望远镜设置为大口径卡塞格林望远镜，对目标视场进行光信号收集，光信号经过格兰棱镜起偏分光分为两束，一束射至压电陶瓷偏转镜，一束射至反射镜；

在成像系统中，望远镜设置为大口径卡塞格林望远镜对目标视场光信号进行收集，光信号经过压电陶瓷偏转镜反射；

S23：在特征识别系统中，压电陶瓷偏转镜将光信号反射至透镜，透镜将光斑聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面，反射镜将光信号反射至透镜，透镜将光斑聚焦至覆盖定位相机的探测面；

在成像系统中，压电陶瓷偏转镜将光信号反射至透镜，透镜将光斑聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面。

6.根据权利要求5所述的一种远距离实时跟踪单光子特征识别和成像系统，其特征在于：在步骤S3中，具体包括以下步骤：

S31：在特征识别系统中，透镜将光斑聚焦至覆盖定位相机的探测面后，定位相机根据光斑携带的包含待测高动态目标场景的光信息，确定待测目标基于定位相机探测面的相对定位；

在成像系统中，透镜将光斑聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面后，阵列单光子探测器根据光斑携带的包含待测高动态目标场景的光信息，确定待测目标基于阵列单光子探测器探测面的相对定位；

S32：相对定位信息由目标信息在探测面的横向像素点覆盖长度SX和纵向像素点覆盖长度SY计算出目标信息的质心点在定位相机探测面的坐标位置，记为探测面的横坐标DX和纵坐标DY，探测面中心点坐标为（0,0）；

S33：设置阈值|threshold|；

DX>+|threshold|，目标在目标场景中偏右位置，单片机通过RS485通信控制搭载光学模块的高精度两轴云台向右转动；

DX<-|threshold|，目标在目标场景中偏左位置，单片机控制高精度两轴云台向左转动；

DY>+|threshold|，目标在目标场景中偏上位置，单片机控制高精度两轴云台向上转动；

DY<-|threshold|，目标在目标场景中偏下位置，单片机控制高精度两轴云台向下转动；

S34：设定0<|DX|<|threshold|；

DX<0，当前聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面的光斑中目标信息在探测面偏左位置，单片机通过SPI通信控制DAC输出直流电压至偏转镜控制器，偏转镜控制器控制压电陶瓷偏转镜向右转动；

DX>0，当前聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面的光斑中目标信息在探测面偏右位置，偏转镜控制器控制压电陶瓷偏转镜向左转动；

设定0<|DY|<|threshold；

DY<0，当前聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面的光斑中目标信息在探测面偏下位置，偏转镜控制器控制压电陶瓷偏转镜向上转动；

DY>0，当前聚焦至覆盖阵列单光子探测器的探测面的光斑中目标信息在探测面偏上位置，偏转镜控制器控制压电陶瓷偏转镜向下转动。