一种光电跟踪仪的自动调转识别方法与流程

本发明涉及一种光电跟踪仪的自动调转识别方法，属于伺服控制领域。

背景技术：

1、光电跟踪仪主要由电视、红外、激光测距、激光眩目、跟踪器和伺服转台六部分组成；跟踪回路工作原理为：电视/红外将图像传输到跟踪器，跟踪器经过对比发现目标，送跟踪偏差给伺服控制器，控制伺服转台转动，使目标处于视场中心。

2、该光电跟踪仪安装在枪塔上，系统布置在沙漠戈壁环境中，在无人值守情况下，用于对低空无人机(1000m)、地面人员(2000m)、车辆(3000m)的识别和跟踪，目标的运动速度为中低速。系统的工作方式为：探测雷达发现目标后，将目标位置信息发送给光电跟踪仪，光电跟踪仪调转到目标位置，对目标进行搜索、识别、跟踪。此时，电视、红外探测器处于中长焦状态。

3、目前，光电跟踪仪调转后目标识别的方法有很多种，通常大家使用的方法是，光电跟踪仪接收上位机发送的位置信息，通过控制光电伺服系统运动，将目标置于视场中心附近，由光电跟踪仪内的跟踪回路进行目标识别，最后实现对目标的跟踪，来完成跟踪运动目标的使命。在这种情况下，为了与上位机发送的目标导引精度匹配，需将电视视场设置成与雷达导引精度相同，此时，由于目标距离光电跟踪仪距离较远，雷达的精度较差，在本系统中，雷达的精度为2°，雷达送给光电跟踪仪的导引精度差，误差大，很多时候不能将目标置于电视视场范围内。

4、这样，光电跟踪仪就需要一种准确的自动调转识别方法，来实现，在上位机发送的控制指令精度差、误差大的情况下，能够通过控制伺服转台将目标置于电视视场范围内，使光电跟踪仪能够快速完成对运动目标的调转识别跟踪。

技术实现思路

1、本发明基于光电跟踪仪速度环和跟踪环的工作原理，为解决光电跟踪仪在上位机发送的控制指令精度差、误差大的情况下，通过控制伺服转台，运动目标不能进入电视视场范围内，光电跟踪仪不能完成对运动目标的自动识别跟踪问题，提出的一种新型的光电跟踪仪的自动调转识别方法。该方法已经在光电观瞄设备中使用，在对运动目标的自动识别跟踪中，该方法，能够使光电跟踪仪快速、准确、灵活的跟踪运动目标，同时保证光电跟踪仪的各项性能稳定良好。

2、具体技术方案如下：

3、雷达引导光电跟踪仪调转跟踪目标；当雷达探测到目标时，将目标位置通过上位机发送至光电跟踪仪；光电跟踪仪根据目标尺寸、电视像元尺寸、目标距离计算出适合目标识别的焦距值，并自动将焦距调整到适合目标识别的焦距点附近，并根据此时的焦距值计算此时目标在视场中所占的角度；得出螺旋多点法动态目标搜索的运动步长；此时，光电跟踪仪采用螺旋多点法进行动态目标搜索，如果发现目标，光电跟踪仪跟踪并识别目标，使目标处于光电跟踪仪的光轴中心；如果未发现目标，则光电跟踪仪跟踪返回搜索起始点，等待雷达探测到新的目标位置，再进行目标搜索。

4、目标在视场中所占的角度包括目标在视场中所占的方位角度a，以及目标在视场中所占的俯仰角度e，

5、进一步的，螺旋多点法具体包括，将上位机发送的目标位置作为光电跟踪仪搜索目标的起始点，搜索时，在一个俯仰角下进行方位向的搜索，通过不断改变俯仰角，进行方位向的搜索，实现整个搜索过程。

6、进一步的，根据目标尺寸、电视像元尺寸、目标实际距离计算出适合目标识别的焦距值，根据该焦距值得到目标在视场中所占的方位角度a，俯仰角度e；

7、进一步的，俯仰轴向的搜索步长小于a/2，方位轴向上的搜索步长小于e/2，，方位向上的搜索范围大于雷达的探测精度。

8、进一步的，无论俯仰角如何变化，方位向上的搜索过程均为，以起始点对应的方位角度为起点，依次在起点两侧交替探测；

9、俯仰向上，以起始点为起点，依次在起点两侧交替探测。

10、进一步的，螺旋多点法优选探测15个点，俯仰向上，在起点两侧各取一个俯仰角度，在方位向上，起点两侧各取两个方位角度。

11、有益效果

12、1、本发明基于光电跟踪仪的跟踪回路和速度回路工作原理，通过本发明的光电跟踪仪自动调转识别方法，解决了光电跟踪仪在上位机导引精度低、误差大的情况下，光电跟踪仪跟踪运动目标，不能实现自动识别跟踪的问题，在保证跟踪精度的同时，快速、准确、灵活的进行对运动目标的识别跟踪，有效提高光电跟踪仪的功能性能指标，使光电跟踪仪能够适应复杂的使用环境，有效拓宽了光电跟踪仪的使用范围。

13、2、常规的光电调转后电视/红外视场大小不变，容易造成目标过大或者过小，不利于目标的识别，该方法通过雷达上报的目标距离，计算识别合适的焦距，然后将电视/红外焦距调整到合适的位置，调转后的目标大小既有利于目标识别，又充分利用电视/红外此时最优的视场对目标区域最高效率的搜索。

14、3、本发明已经在光电观瞄设备中使用，并随产品通过产品性能指标测试，环境应力筛选试验、外场试验，表现优异，实测有效，可以推广使用。

技术特征：

1.一种光电跟踪仪的自动调转识别方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种光电跟踪仪的自动调转识别方法，其特征在于：

3.根据权利要求1-2所述的一种光电跟踪仪的自动调转识别方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种光电跟踪仪的自动调转识别方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的一种光电跟踪仪的自动调转识别方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的一种光电跟踪仪的自动调转识别方法，其特征在于：

技术总结
本发明涉及一种光电跟踪仪的自动调转识别方法，属于伺服控制领域。雷达引导光电跟踪仪调转跟踪目标；当雷达探测到目标时，将目标位置通过上位机发送至光电跟踪仪；光电跟踪仪根据目标尺寸、电视像元尺寸、目标距离计算出适合目标识别的焦距值，将焦距调整到适合目标识别的焦距点附近，根据此时的焦距值计算目标在视场中所占的角度；得出螺旋多点法动态目标搜索的运动步长；光电跟踪仪采用螺旋多点法进行动态目标搜索，如果发现目标，光电跟踪仪跟踪并识别目标，使目标处于光电跟踪仪的光轴中心；如果未发现目标，则光电跟踪仪跟踪返回搜索起始点，等待雷达探测到新的目标位置，再进行目标搜索。本发明实现了光电跟踪仪对运动目标的自动识别跟踪。

技术研发人员：李玉柱,崔雪兵,周腊梅,刘国华
受保护的技术使用者：河北汉光重工有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25