光电吊舱搜索方法、装置以及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光电吊舱领域，具体而言，涉及一种光电吊舱的搜索方法、装置以及系 统。
【背景技术】
[0002] 吊舱是指安装有某机载设备或武器，并吊挂在机身或机翼下的流线型短舱段。光 电吊舱是吊舱的一种，通常安装有前视红外摄像机、电视摄像机和激光指示器/测距仪等。 按功用目前主要有机载导航吊舱和瞄准吊舱两类。随着精确制导武器技术的不断发展，航 空光电吊舱已成为战机精确打击系统中的重要组成部分。它隔离载机的姿态变化和机械振 动对光学传感器指向的影响，同时，它利用光学传感器完成对目标的搜索、定位、跟踪。
[0003] 光电吊舱一般包括：吊舱稳定平台，该稳定平台为框架结构，平台上安装有光学传 感器。吊舱平台具有稳定光学传感器的作用。目前的光电吊舱进行搜索时，都是按照光电 吊舱框架角进行搜索扫描，即光电吊舱会在载机行进的过程中，按照预先设置好的框架角， 控制光学传感器的光轴在预先设置的框架角的范围内的不断变化来进行扫描。
[0004] 但是按光电吊舱框架角进行搜索扫描会因为飞机姿态的改变而遗漏某些区域，同 时无法获知到底遗漏了哪些区域，为了弥补这一缺陷就必须对同一区域进行反复扫描，造 成扫描搜索的效率低下，不容易搜索到目标。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种光电吊舱的搜索方法、装置以及系 统，根据地理位置坐标点进行搜索扫描，减少扫描时遗漏的区域，提高搜索扫描的效率，且 该搜索方法为地毯式的搜索，更容易搜索到目标，同时可以准确知道目标出现的区域范围。
[0006] 第一方面，本发明实施例提供了一种光电吊舱的搜索方法，包括：
[0007] 根据飞行任务获取航路信息以及吊舱属性信息；所述航路信息包括：巡航高度、 航速以及航行路线的坐标；所述吊舱属性信息包括：光学传感器的像素、每像素的大小、帧 频、吊舱框架角随动平均速度、随动角加速度；
[0008] 根据所述航路信息、吊舱属性信息、预设的观测角、搜索目标的地面分辨率、预设 的搜索目标的成像像素以及待搜索区域的坐标，将待搜索区域划分为网格状的多个搜索子 区域；
[0009] 将每个所述搜索子区域的中心位置坐标和高度发送至光电吊舱。
[0010] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，每个所 述搜索子区域均为矩形；
[0011] 所述将待搜索区域划分为网格状的多个搜索子区域具体包括：
[0012] 根据所述航路信息、吊舱属性信息、预设的观测角、搜索目标的地面分辨率以及预 设的搜索目标的成像像素计算所述搜索子区域的宽度、长度以及单行矩形搜索子区域数 量；
[0013] 根据所述搜索子区域的所述宽度、所述长度、所述单行矩形搜索子区域数量以及 所述待搜索区域的坐标，将所述待搜索区域划分为网格状的多个搜索子区域，并获取每一 个所述搜索子区域的中心坐标和高度。
[0014] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，所述根 据所述航路信息、吊舱属性信息、预设的观测角、搜索目标的地面分辨率以及预设的搜索目 标的成像像素计算所述搜索子区域的宽度具体包括：
[0017] 在上述公式中，h为巡航高度；Θ为预设的观测角；α为方位视场角；β为俯仰视 场角；
学传感器的像素为P*Q;每像素的大小为a*a;f为焦距；
[0019]
:搜索目标的地面分辨率为;预设的搜索目标的成 像像素为m*m;Dmax为最大有效物距；
[0020] 0_满足公式：
[0023] 其中，tv为光轴在搜索子区域的中心位置驻留的预设时间，th为在从一个矩形搜 索子区域移至同一行相邻搜索子区域所用的时间，tp为从行尾矩形搜索子区域移至下一行 行首搜索子区域所用时间；
[0026] D为视场中心斜距，
；V为光电吊舱的框架角随动平均速度；b 为随动角加速度。
[0027] 第二方面，本发明实施例还提供一种光电吊舱的搜索方法，接收指挥终端所发送 的所述搜索子区域的中心位置坐标和高度；
[0028] 根据所述搜索子区域的中心位置坐标、高度和载机当前状态信息，控制所述光学 传感器按照预设的搜索顺序对所述搜索子区域进行依次扫描；所述载机的当前状态信息包 括：载机当前地理坐标、高度、载机方位角、载机俯仰角以及载机横滚角。
[0029] 结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，所述预 设搜索顺序包括：逐行扫描；
[0030] 所述根据所述搜索子区域的中心位置坐标和高度以及当前载机当前状态信息，控 制所述光学传感器按照预设的顺序对所述搜索子区域进行依次扫描具体包括：
[0031] 根据所述搜索子区域的中心位置坐标、高度以及当前载机当前状态信息，计算光 电吊舱的框架角；其中，所述框架角包括：框架方位角和框架俯仰角；
[0032] 根据所述框架角，控制光学传感器转动，使得光学传感器的光轴的中心指向搜索 子区域的中心位置；
[0033] 控制所述光学传感器的光轴在所述搜索子区域的中心位置驻留预设时间后，转向 与该搜索子区域位于同一行或者同一列的相邻的搜索子区域。
[0034]结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，所述根 据所述搜索子区域的中心位置坐标、高度以及当前载机当前状态信息，计算光电吊舱的框 架角具体包括：
[0035] 根据所述搜索子区域的中心位置坐标、高度以及载机当前位置的地理坐标和高 度，重新计算当前光轴观测角和光轴方位角；
[0036] 根据上述计算的当前光轴观测角和光轴方位角确定沿光学传感器的光轴方向的 在导航坐标系下的单位向量；
[0037] 将所述单位向量由导航坐标系下，变换至载体坐标系下；
[0038] 根据所述载体坐标系下的单位向量计算光电吊舱的框架角。
[0039] 结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，
[0043] 将所述单位向量左乘坐标变换矩阵g，由导航坐标系下变换至载体坐标系下后， 载体坐标系下的单位向量巧为= ; 0为当前观测角；φ为光学传感器的光 轴方位角；
[0044] 坐标变换矩阵《满足公式：
[0047] 其中，h为当前的巡航高度；Η为当前搜索的搜索子区域中心位置的高度；R为地球 半径；c'为搜索子区域中心位置与载机当前位置的地心夹角；
[0048]c'符合公式cf -cos-1sin·sin^ +cos·cosφ? ·cos{^λ2 - 述载机当前位置的地理坐标为（，钓）;所述搜索子区域的中心位置的地理坐标为 (5 .)〇
[0049] 第三方面，本发明实施例还提供一种光电吊舱的搜索装置，所述装置设置在指挥 终端上，包括：
[0050] 信息获取模块，用于根据飞行任务获取航路信息以及吊舱属性信息；所述航路信 息包括：巡航高度、航速以及航行路线的坐标；所述吊舱属性信息包括：光学传感器的像 素、每像素的大小、帧频、吊舱框架角随动平均速度、随动角加速度；
[0051] 搜索子区域划分模块，用于根据所述航路信息、吊舱属性信息、预设的观测角、搜 索目标的地面分辨率、预设的搜索目标的成像像素以及待搜索区域的坐标，将待搜索区域 划分为网格状的多个搜索子区域；
[0052] 信息发送模块，用于将每个所述搜索子区域的中心位置坐标和高度发送至光电吊 舱。
[0053] 第四方面，本发明实施例还提供一种光电吊舱的搜索装置，所述装置设置在光电 吊舱上，所述装置设置在光电吊舱上，包括：
[0054] 信息接收模块，用于接收指挥终端所发送的所述搜索子区域的中心位置坐标和高 度；
[0055] 扫描模块，用于根据所述搜索子区域的中心位置坐标和高度以及载机当前状态信 息，控制所述光学传感器按照预设的搜索顺序对所述搜索子区域进行依次扫描；所述载机 的当前状态信息包括：载机当前地理坐标、高度、载机方位角、载机俯仰角以及载机横滚角。
[0056] 第五方面，本发明实施例还提供一种光电吊舱的