一种机载红外搜索跟踪系统消旋方法与流程

本发明涉及一种机载红外搜索跟踪系统消旋方法，属于光电探测技术领域。

背景技术：

基于面阵探测器的机载红外搜索跟踪采用反射镜稳定技术，将反射镜安装在两轴框架的扫描机构上，两轴框架通常是方位及俯仰两个方向，通过方位及俯仰框架的运动来完成大范围的搜索。反射镜方位框架的运动必然带来图像的旋转，通过旋转红外探测器可以补偿图像的旋转，补偿角是方位的运动角度。探测器往往安装在一种旋转机构上，简称消旋机构，通过控制消旋机构来补偿图像的旋转。这种方式只是补偿了方位框架运动带来的图像旋转，并未解决由于载机角运动带来的图像旋转，同时这种消旋机构的旋转范围只要略大于方位框架的旋转范围。

技术实现要素：

要解决的技术问题

为了解决现有技术的由于载机角运动带来的图像旋转，本发明提出一种机载红外搜索跟踪系统消旋方法。

技术方案

一种机载红外搜索跟踪系统消旋方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：通过载机惯导实时获得载机的姿态角，包括横滚角、航向角及俯仰角，计算出地理系到机体系的坐标变换矩阵teb；

步骤2：扫描机构自带测角元件，可以实时获得机体系角度，包括方位角、俯仰角及横滚角，扫描机构只有方位及俯仰两个框架，无横滚框架，横滚角为0，方位及俯仰角度为测角元件的输出值，计算出机体系到探测器系的坐标变换矩阵tbd；

步骤3：计算出x＝r^t*teb*tbd＝[x0,x1,x2]；其中r＝[0,0,1]；

步骤4：计算出消旋补偿角c0＝arctan(x1/x2)；

步骤5：总的补偿角度为c＝c1+c0，其中，c1为方位方向带来的旋转角度；

步骤6：控制消旋机构实时跟随补偿角，消除图像旋转。

有益效果

本发明提出的一种机载红外搜索跟踪系统消旋方法，解决了如何通过消旋机构消除由于载机角运动带来的成像旋转问题。扩大传统消旋机构的运动范围，实时计算出由于载机角运动带来图像的旋转角度，再叠加由于扫描机构框架运动带来的图像旋转角度，控制消旋机构实时跟随总的补偿角度，完全消除了图像旋转。

附图说明

图1列出了消旋补偿角度计算软件流程图；

图2列出了图像旋转示意图。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

一种机载红外搜索跟踪系统消旋方法，通过载机惯导实时获得载机的姿态角，包括横滚角、航向角及俯仰角，计算出地理系到机体系的坐标变换矩阵。扫描机构自带测角元件，可以实时获得机体系角度，包括方位角、俯仰角及横滚角，扫描机构只有方位及俯仰两个框架，无横滚框架，横滚角为0，方位及俯仰角度为测角元件的输出值，可以计算出机体系到探测器系的坐标变换矩阵。计算出地理系下单位矢量r＝[0,0,1]在探测器系下的坐标，就可以算出图像的旋转角度。再叠加由于方位机构运动带来的旋转角度，就可以同时消除载机角运动及方位框架运动造成的图像旋转。这对消旋机构运动范围提出了新的要求，根据需求计算出最大的补偿角，来设计消旋机构的运动范围。

如图1所示，具体实施步骤如下：

第一步，获得载机姿态角度，得出地理系到机体系的坐标变换矩阵teb；

第二步，获得机体系角度，计算出机体系到探测器系的坐标变换矩阵tbd；

第三步，计算出x＝r^t*teb*tbd＝[x0,x1,x2]；

第四步，计算出消旋补偿角c0＝arctan(x1/x2)；

第五步，方位方向带来的旋转角度为c1，总的补偿角度为c＝c1+c0；

第五步，控制消旋机构实时跟随补偿角。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种机载红外搜索跟踪系统消旋方法，实时采集载机姿态角及框架运动角度，实时计算出由于载机角运动带来的图像旋转角度，再叠加传统的消除方位框架运动带来的图像旋转角度，控制消旋机构跟随总的消旋角度，同时消除了方位框架运动及载机角运动带来的图像旋转。消旋机构的运动范围较传统消旋机构有所扩大。

技术研发人员：徐志方;高军科;周德召;李莉;陈洪亮
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所
技术研发日：2018.10.10
技术公布日：2019.03.26