一种抗长时遮挡的低慢小目标跟踪装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112394382A(43)申请公布日2021.02.23(21)申请号202011098004.X(22)申请日2020.10.14(71)申请人中国科学院西安光学精密机械研究所地址710119陕西省西安市高新区新型工业园信息大道17号(72)发明人林俤徐峰姚挺王卫峰吴易明朱帆(74)专利代理机构西安智邦专利商标代理有限公司61211代理人王凯敏(51)Int.Cl.G01S19/45(2010.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称一种抗长时遮挡的低慢小目标跟踪装置及方法(57)摘要为解决现有光电跟踪装置无法实现对遮挡无人机的全程跟踪监控的技术问题，本发明提供了一种抗长时遮挡的低慢小目标跟踪装置及方法。本发明采用光电搜索跟踪装置+监控型无人机的联合探测方式，通过光电搜索跟踪装置发现、识别、跟踪黑飞无人机目标，获取其三维坐标及轨迹，当目标飞入楼宇背景后，由在监控区上空值班的监控型无人机进行接力跟踪，光电搜索跟踪装置和监控型无人机共同合成完整的黑飞无人机飞行轨迹和飞行参数，为黑飞无人机威胁等级评估提供有效评估数据，有效弥补了单一光电探测存在楼宇背景遮挡等监控盲区的问题。CN112394382ACN112394382A权利要求书1/2页1.一种抗长时遮挡的低慢小目标跟踪装置，包括光电搜索跟踪装置；所述光电搜索跟踪装置包括转台、控制器和上位机；所述转台包括转台本体和设置在转台本体上的多波段分光成像模块、红外成像模块、激光测距模块和图像融合板；所述控制器包括时序控制板、图像解析板、伺服驱动器、转台伺服控制板、和GPU图像处理平台；其特征在于：所述光电搜索跟踪装置还包括第一差分GPS和第一无线指令收发装置；所述GPU图像处理平台上运行有用于生成制导指令的制导算法；所述低慢小目标跟踪装置还包括监控型无人机；监控型无人机为长航时混合翼无人机，所述长航时混合翼无人机上安装有小型光电吊舱、第二差分GPS和第二无线指令收发装置；所述第二差分GPS用于定位监控型无人机的当前位置，为所述制导算法提供数据源；第二无线指令收发装置用于接收来自所述光电搜索跟踪装置的制导指令，同时向所述光电搜索跟踪装置下发自身的差分GPS定位数据。2.根据权利要求1所述的抗长时遮挡的低慢小目标跟踪装置，其特征在于：所述小型光电吊舱采用两轴四框架结构。3.一种基于权利要求1-2任一所述的抗长时遮挡的低慢小目标跟踪装置实现低慢小目标跟踪的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)系统初始化，包括上位机设置搜索空域范围、向光电搜索跟踪装置的控制器发送目标搜索指令；2)控制器接收目标搜索指令，并案设定的搜索空域范围，控制转台进行目标搜索；3)控制器对转台搜索的目标进行识别，若探测到目标，则进入步骤4)；若未探测到目标，则返回步骤2)；4)控制器将识别的目标信息发送至上位机，并利用深度学习对搜索到的目标进行分类，标识威胁等级；5)上位机对目标进行确认后，向控制器发送目标跟踪指令；6)控制器接收所述目标跟踪指令，控制转台进行目标捕获和跟踪；7)转台通过其上的激光测距模块测量目标的斜距，并结合方位、俯仰角度解算目标相对于转台的三维坐标，再经坐标转换后获取目标在地面坐标系中的估计三维坐标；8)监控型无人机将自身差分GPS定位信息传给控制器，控制器根据目标在地面坐标系中的估计三维坐标和监控无人机自身差分GPS定位信息，形成制导指令传给监控型无人机；9)监控型无人机接收所述制导指令，根据所述制导指令接近目标，若监控型无人机到达目标上空，进入步骤10)；若监控型无人机未达到目标上空，则返回步骤8)；10)光电搜索跟踪装置向监控型无人机发送主动跟踪指令，监控型无人机利用其上的小型光电吊舱，捕获目标到吊舱视场中心，锁定目标；11)监控型无人机主动跟踪目标；12)判断目标是否重新进入光电搜索跟踪装置视场，若是，则进入步骤13)；若否，则返回步骤11)；2CN112394382A权利要求书2/2页13)判断目标是否重新进入光电搜索跟踪装置视场，若是，则进入步骤13)；若否，则返回步骤11)；13)判断是否停止跟踪目标，若是，则结束流程；若否，则返回步骤6)。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤11)具体为：监控型无人机根据自身差分GPS坐标和精确跟踪情况下机载小型光电吊舱测量得到的自身方位俯仰编码器信息和激光测距信息，得到目标无人机的飞行轨迹，监控型无人机将目标无人机的飞行轨迹信息无线发送给光电搜索跟踪装置进行轨迹合成，监控型无人机按照光电搜索跟踪装置合成后的轨迹跟踪目标无人机。3CN112394382A说明书1/6页一种抗长时遮挡的低慢小目标跟踪装置及方法技术领域[0001]本发明属于光电跟踪技术领