光電吊艙搜索方法、裝置以及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光電吊艙領(lǐng)域，具體而言，涉及一種光電吊艙的搜索方法、裝置以及系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 吊艙是指安裝有某機(jī)載設(shè)備或武器，并吊掛在機(jī)身或機(jī)翼下的流線型短艙段。光 電吊艙是吊艙的一種，通常安裝有前視紅外攝像機(jī)、電視攝像機(jī)和激光指示器/測(cè)距儀等。 按功用目前主要有機(jī)載導(dǎo)航吊艙和瞄準(zhǔn)吊艙兩類。隨著精確制導(dǎo)武器技術(shù)的不斷發(fā)展，航 空光電吊艙已成為戰(zhàn)機(jī)精確打擊系統(tǒng)中的重要組成部分。它隔離載機(jī)的姿態(tài)變化和機(jī)械振 動(dòng)對(duì)光學(xué)傳感器指向的影響，同時(shí)，它利用光學(xué)傳感器完成對(duì)目標(biāo)的搜索、定位、跟蹤。
[0003] 光電吊艙一般包括：吊艙穩(wěn)定平臺(tái)，該穩(wěn)定平臺(tái)為框架結(jié)構(gòu)，平臺(tái)上安裝有光學(xué)傳 感器。吊艙平臺(tái)具有穩(wěn)定光學(xué)傳感器的作用。目前的光電吊艙進(jìn)行搜索時(shí)，都是按照光電 吊艙框架角進(jìn)行搜索掃描，即光電吊艙會(huì)在載機(jī)行進(jìn)的過(guò)程中，按照預(yù)先設(shè)置好的框架角， 控制光學(xué)傳感器的光軸在預(yù)先設(shè)置的框架角的范圍內(nèi)的不斷變化來(lái)進(jìn)行掃描。
[0004] 但是按光電吊艙框架角進(jìn)行搜索掃描會(huì)因?yàn)轱w機(jī)姿態(tài)的改變而遺漏某些區(qū)域，同 時(shí)無(wú)法獲知到底遺漏了哪些區(qū)域，為了彌補(bǔ)這一缺陷就必須對(duì)同一區(qū)域進(jìn)行反復(fù)掃描，造 成掃描搜索的效率低下，不容易搜索到目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種光電吊艙的搜索方法、裝置以及系 統(tǒng)，根據(jù)地理位置坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行搜索掃描，減少掃描時(shí)遺漏的區(qū)域，提高搜索掃描的效率，且 該搜索方法為地毯式的搜索，更容易搜索到目標(biāo)，同時(shí)可以準(zhǔn)確知道目標(biāo)出現(xiàn)的區(qū)域范圍。
[0006] 第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光電吊艙的搜索方法，包括：
[0007] 根據(jù)飛行任務(wù)獲取航路信息以及吊艙屬性信息；所述航路信息包括：巡航高度、 航速以及航行路線的坐標(biāo)；所述吊艙屬性信息包括：光學(xué)傳感器的像素、每像素的大小、幀 頻、吊艙框架角隨動(dòng)平均速度、隨動(dòng)角加速度；
[0008] 根據(jù)所述航路信息、吊艙屬性信息、預(yù)設(shè)的觀測(cè)角、搜索目標(biāo)的地面分辨率、預(yù)設(shè) 的搜索目標(biāo)的成像像素以及待搜索區(qū)域的坐標(biāo)，將待搜索區(qū)域劃分為網(wǎng)格狀的多個(gè)搜索子 區(qū)域；
[0009] 將每個(gè)所述搜索子區(qū)域的中心位置坐標(biāo)和高度發(fā)送至光電吊艙。
[0010] 結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，每個(gè)所 述搜索子區(qū)域均為矩形；
[0011] 所述將待搜索區(qū)域劃分為網(wǎng)格狀的多個(gè)搜索子區(qū)域具體包括：
[0012] 根據(jù)所述航路信息、吊艙屬性信息、預(yù)設(shè)的觀測(cè)角、搜索目標(biāo)的地面分辨率以及預(yù) 設(shè)的搜索目標(biāo)的成像像素計(jì)算所述搜索子區(qū)域的寬度、長(zhǎng)度以及單行矩形搜索子區(qū)域數(shù) 量；
[0013] 根據(jù)所述搜索子區(qū)域的所述寬度、所述長(zhǎng)度、所述單行矩形搜索子區(qū)域數(shù)量以及 所述待搜索區(qū)域的坐標(biāo)，將所述待搜索區(qū)域劃分為網(wǎng)格狀的多個(gè)搜索子區(qū)域，并獲取每一 個(gè)所述搜索子區(qū)域的中心坐標(biāo)和高度。
[0014] 結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，所述根 據(jù)所述航路信息、吊艙屬性信息、預(yù)設(shè)的觀測(cè)角、搜索目標(biāo)的地面分辨率以及預(yù)設(shè)的搜索目 標(biāo)的成像像素計(jì)算所述搜索子區(qū)域的寬度具體包括：
[0017] 在上述公式中，h為巡航高度；Θ為預(yù)設(shè)的觀測(cè)角；α為方位視場(chǎng)角；β為俯仰視 場(chǎng)角；
學(xué)傳感器的像素為P*Q;每像素的大小為a*a;f為焦距；
[0019]
:搜索目標(biāo)的地面分辨率為;預(yù)設(shè)的搜索目標(biāo)的成 像像素為m*m;Dmax為最大有效物距；
[0020] 0_滿足公式：
[0023] 其中，tv為光軸在搜索子區(qū)域的中心位置駐留的預(yù)設(shè)時(shí)間，th為在從一個(gè)矩形搜 索子區(qū)域移至同一行相鄰搜索子區(qū)域所用的時(shí)間，tp為從行尾矩形搜索子區(qū)域移至下一行 行首搜索子區(qū)域所用時(shí)間；
[0026] D為視場(chǎng)中心斜距，
；V為光電吊艙的框架角隨動(dòng)平均速度；b 為隨動(dòng)角加速度。
[0027] 第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種光電吊艙的搜索方法，接收指揮終端所發(fā)送 的所述搜索子區(qū)域的中心位置坐標(biāo)和高度；
[0028] 根據(jù)所述搜索子區(qū)域的中心位置坐標(biāo)、高度和載機(jī)當(dāng)前狀態(tài)信息，控制所述光學(xué) 傳感器按照預(yù)設(shè)的搜索順序?qū)λ鏊阉髯訁^(qū)域進(jìn)行依次掃描；所述載機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)信息包 括：載機(jī)當(dāng)前地理坐標(biāo)、高度、載機(jī)方位角、載機(jī)俯仰角以及載機(jī)橫滾角。
[0029] 結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第一種可能的實(shí)施方式，所述預(yù) 設(shè)搜索順序包括：逐行掃描；
[0030] 所述根據(jù)所述搜索子區(qū)域的中心位置坐標(biāo)和高度以及當(dāng)前載機(jī)當(dāng)前狀態(tài)信息，控 制所述光學(xué)傳感器按照預(yù)設(shè)的順序?qū)λ鏊阉髯訁^(qū)域進(jìn)行依次掃描具體包括：
[0031] 根據(jù)所述搜索子區(qū)域的中心位置坐標(biāo)、高度以及當(dāng)前載機(jī)當(dāng)前狀態(tài)信息，計(jì)算光 電吊艙的框架角；其中，所述框架角包括：框架方位角和框架俯仰角；
[0032] 根據(jù)所述框架角，控制光學(xué)傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)，使得光學(xué)傳感器的光軸的中心指向搜索 子區(qū)域的中心位置；
[0033] 控制所述光學(xué)傳感器的光軸在所述搜索子區(qū)域的中心位置駐留預(yù)設(shè)時(shí)間后，轉(zhuǎn)向 與該搜索子區(qū)域位于同一行或者同一列的相鄰的搜索子區(qū)域。
[0034]結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第二種可能的實(shí)施方式，所述根 據(jù)所述搜索子區(qū)域的中心位置坐標(biāo)、高度以及當(dāng)前載機(jī)當(dāng)前狀態(tài)信息，計(jì)算光電吊艙的框 架角具體包括：
[0035] 根據(jù)所述搜索子區(qū)域的中心位置坐標(biāo)、高度以及載機(jī)當(dāng)前位置的地理坐標(biāo)和高 度，重新計(jì)算當(dāng)前光軸觀測(cè)角和光軸方位角；
[0036] 根據(jù)上述計(jì)算的當(dāng)前光軸觀測(cè)角和光軸方位角確定沿光學(xué)傳感器的光軸方向的 在導(dǎo)航坐標(biāo)系下的單位向量；
[0037] 將所述單位向量由導(dǎo)航坐標(biāo)系下，變換至載體坐標(biāo)系下；
[0038] 根據(jù)所述載體坐標(biāo)系下的單位向量計(jì)算光電吊艙的框架角。
[0039] 結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第三種可能的實(shí)施方式，
[0043] 將所述單位向量左乘坐標(biāo)變換矩陣g，由導(dǎo)航坐標(biāo)系下變換至載體坐標(biāo)系下后， 載體坐標(biāo)系下的單位向量巧為= ; 0為當(dāng)前觀測(cè)角；φ為光學(xué)傳感器的光 軸方位角；
[0044] 坐標(biāo)變換矩陣《滿足公式：
[0047] 其中，h為當(dāng)前的巡航高度；Η為當(dāng)前搜索的搜索子區(qū)域中心位置的高度；R為地球 半徑；c'為搜索子區(qū)域中心位置與載機(jī)當(dāng)前位置的地心夾角；
[0048]c'符合公式cf -cos-1sin·sin^ +cos·cosφ? ·cos{^λ2 - 述載機(jī)當(dāng)前位置的地理坐標(biāo)為（，釣）;所述搜索子區(qū)域的中心位置的地理坐標(biāo)為 (5 .)〇
[0049] 第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種光電吊艙的搜索裝置，所述裝置設(shè)置在指揮 終端上，包括：
[0050] 信息獲取模塊，用于根據(jù)飛行任務(wù)獲取航路信息以及吊艙屬性信息；所述航路信 息包括：巡航高度、航速以及航行路線的坐標(biāo)；所述吊艙屬性信息包括：光學(xué)傳感器的像 素、每像素的大小、幀頻、吊艙框架角隨動(dòng)平均速度、隨動(dòng)角加速度；
[0051] 搜索子區(qū)域劃分模塊，用于根據(jù)所述航路信息、吊艙屬性信息、預(yù)設(shè)的觀測(cè)角、搜 索目標(biāo)的地面分辨率、預(yù)設(shè)的搜索目標(biāo)的成像像素以及待搜索區(qū)域的坐標(biāo)，將待搜索區(qū)域 劃分為網(wǎng)格狀的多個(gè)搜索子區(qū)域；
[0052] 信息發(fā)送模塊，用于將每個(gè)所述搜索子區(qū)域的中心位置坐標(biāo)和高度發(fā)送至光電吊 艙。
[0053] 第四方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種光電吊艙的搜索裝置，所述裝置設(shè)置在光電 吊艙上，所述裝置設(shè)置在光電吊艙上，包括：
[0054] 信息接收模塊，用于接收指揮終端所發(fā)送的所述搜索子區(qū)域的中心位置坐標(biāo)和高 度；
[0055] 掃描模塊，用于根據(jù)所述搜索子區(qū)域的中心位置坐標(biāo)和高度以及載機(jī)當(dāng)前狀態(tài)信 息，控制所述光學(xué)傳感器按照預(yù)設(shè)的搜索順序?qū)λ鏊阉髯訁^(qū)域進(jìn)行依次掃描；所述載機(jī) 的當(dāng)前狀態(tài)信息包括：載機(jī)當(dāng)前地理坐標(biāo)、高度、載機(jī)方位角、載機(jī)俯仰角以及載機(jī)橫滾角。
[0056] 第五方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種光電吊艙的