经纬仪中多传感器协同跟踪方法技术

本发明专利技术涉及一种经纬仪中多传感器协同跟踪装置及跟踪方法，属于一种跟踪装置。所述经纬仪中多传感器协同跟踪装置包括：光学系统、图像传感器、跟踪器等。所述光学系统分别将物体聚焦到图像传感器靶面上，图像传感器将其转换成图像信号送到各自跟踪器进行计算，计算结果直接输出。每个跟踪器在计算目标脱靶量的同时，通过信息交换单元，参考其他传感器的信息，包括外引导信息。该装置能够在每路传感器内对目标进行实时跟踪的同时，利用其它传感器的信息来判断所跟踪目标的可信度，从而提高跟踪可靠性。本发明专利技术提供的跟踪方法，跟踪过程中，利用其它传感器的信息，仅增加少量计算量，不影响跟踪实时性，但极大的提高了跟踪的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及经纬仪
，具体涉及一种经纬仪中多传感器协同跟踪装置及跟踪方法。
技术介绍
电视跟踪器是利用光电成像技术，计算传感器跟踪范围内的各类目标距离视场中心的偏差(也称脱靶量)，把该偏差送给伺服系统，由伺服系统控制经纬仪转动，将目标拉到视场中心，进而实现跟踪的系统。为了跟踪不同特性目标及不同距离的目标，目前大部分经纬仪的电视跟踪系统都包括不同焦距的光学系统及不同波段的传感器，例如焦距有定焦系统，多档变焦系统，连续变焦系统等，传感器有长波红外、中波红外、短波红外、可见光相机等；传统处理方法有两种，一种是各个传感器独立跟踪，由人手动选取伺服利用哪个传感器的数据，图1是其示例图，由于没有利用其它传感器信息，使得各跟踪器跟踪的可能不是同一目标，切换跟踪目标时要凭经验；另一种是多传感器融合跟踪，图2是其示例图，其中包括两种实现方案，图2中加粗实线的方案是每个跟踪器先各自进行图像处理，将处理结果送给融合系统进行融合处理，这种方案需要各个跟踪器数据的同步，必然会增加脱靶量的输出延时；图2中加粗虚线的方案是融合系统直接处理多传感器的图像数据，这种方案对于大于两个的传感器很难实时完成跟踪处理。因此如何在不增加脱靶量输出延时的前提下，尽量利用其它传感器信息，提高跟踪质量是具有多传感器的经纬仪亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在一台经纬仪上存在多个传感器进行跟踪时，每个跟踪器都能合理利用其它传感器信息进行跟踪的装置，进而提供一种经纬仪中多传感器协同跟踪装置及跟踪方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案具体如下：一种经纬仪中多传感器协同跟踪装置，包括：多个不同焦距的光学系统、多个不同波段的传感器、图像跟踪器及跟踪结果输出单元、信息交换单元和外引导；所述光学系统分别将物体聚焦到所述传感器靶面上，传感器将其转换成图像信号送到各自的图像跟踪器进行计算，每个图像跟踪器在计算目标脱靶量的同时，通过信息交换单元，参考其他传感器的跟踪结果及外引导的信息，计算结果由跟踪结果输出单元直接输出。在上述技术方案中，所述装置的一种具体方案为，包括：长波红外定焦光学系统、长波红外传感器、长波红外图像跟踪器、长波红外跟踪结果输出单元、中波红外两档焦距光学系统、中波红外传感器、中波红外图像跟踪器、中波红外跟踪结果输出单元、可见光连续变焦光学系统一、可见光传感器一、可见光图像跟踪器一、可见光跟踪结果输出单元一、可见光连续变焦光学系统二、可见光传感器二、可见光图像跟踪器二、可见光跟踪结果输出单元二、信息交换单元和外引导；所述长波红外定焦光学系统、中波红外两档焦距光学系统、可见光连续变焦光学系统一和可见光连续变焦光学系统二分别将物体聚焦到长波红外传感器、中波红外传感器、可见光传感器一和可见光传感器二靶面上，各传感器分别将其转换成图像信号后，分别送到长波红外图像跟踪器、中波红外图像跟踪器、可见光图像跟踪器一和可见光图像跟踪器二进行计算，每个跟踪器在计算目标脱靶量的同时，通过信息交换单元，参考其他传感器的跟踪结果及外引导的信息，计算结果由长波红外跟踪结果输出单元、中波红外跟踪结果输出单元、可见光跟踪结果输出单元一、可见光跟踪结果输出单元二直接输出。在上述技术方案中，所述信息交换单元为外部通讯系统、CPCI计算机或公共存储部件。一种经纬仪中多传感器协同跟踪方法，包括以下步骤：a.读图像：读当前帧图像存到DSP内存中；b.读外系统信息：时间码、编码器值及当前跟踪状态；c.当前是否有正在跟踪的目标，若没有转到步骤k；d.若有计算目标的脱靶量，根据外引导信息判断本跟踪器所跟踪的是否是主跟踪目标，不是主跟踪目标转到步骤i；e.若是主跟踪目标，根据目标特性计算目标跟踪的可信度；f.若可信度大于阈值，输出目标脱靶量；g.若可信度不大于阈值，找跟踪统一目标的其它传感器中跟踪置信度最高者，建议将主跟踪目标转到该路跟踪器上，输出目标脱靶量；h.不是主跟踪目标，其它跟踪器是否有主跟踪目标，若没有，输出目标脱靶量；i.其它跟踪器有跟踪的目标，判断本跟踪器跟踪的目标与主跟踪目标是否是同一目标，若是同一目标，输出目标脱靶量；j.若与主跟踪目标不是同一目标，在主跟踪目标位置捕获目标，若捕到目标，计算可信度，可信度大于设定阈值，则跟踪新捕获的目标，否则跟踪原目标并标识出与主跟踪目标不一致，输出目标脱靶量，若没捕到目标，直接输出目标脱靶量；k.当前没有正在跟踪的目标，根据当前其它跟踪器中是否有主跟踪目标作相应处理：有主跟踪目标时，首先在主跟踪目标位置捕获目标，捕到目标就跟踪该目标，输出目标状态；在该位置没捕到目标时再在整个视场捕获目标，若没捕到目标输出目标状态，若捕到目标，则将捕获到的目标标识出与主跟踪目标不一致；没有主跟踪目标时，在整个视场捕获目标，若没捕到目标输出目标状态，若捕到目标，计算与其它传感器所跟踪目标是否是同一目标并做出标记。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的经纬仪中多传感器协同跟踪装置，该装置能够在每路传感器内对目标进行实时跟踪的同时，利用其它传感器的信息来判断所跟踪目标的可信度，从而提高跟踪可靠性。本专利技术提供的经纬仪中多传感器协同跟踪方法，跟踪过程中，利用其它传感器的信息，仅增加少量计算量，不影响跟踪实时性，但极大的提高了跟踪的可靠性。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1为现有经纬仪上的多传感器跟踪器独立跟踪的示意图。图2为现有经纬仪上的多传感器融合跟踪示意图。图3为本专利技术提供的经纬仪中多传感器协同跟踪装置示意图。图4为本专利技术提供的经纬仪中多传感器协同跟踪方法流程图。图3中的附图标记表示为：1-长波红外定焦光学系统、2-长波红外传感器、3-长波红外图像跟踪器、4-长波红外跟踪结果输出单元、5-中波红外两档焦距光学系统、6-中波红外传感器、7-中波红外图像跟踪器、8-中波红外跟踪结果输出单元、9-可见光连续变焦光学系统一、10-可见光传感器一、11-可见光图像跟踪器一、12-可见光跟踪结果输出单元一、13-可见光连续变焦光学系统二、14-可见光传感器二、15-可见光图像跟踪器二、16-可见光跟踪结果输出单元二、17-信息交换单元、18-外引导。具体实施方式本专利技术的专利技术原理为：目标相对光轴的角度等于量纲乘以目标距视场中心的像素值，量纲就是每个像素所代表的角度值，其格式如下式：由量纲公式可以看出，当一个传感器确定后，像元尺寸就固定了，那么量纲仅与焦距有关，只要知道当前的实时焦距，就可以计算出量纲，进而就可以知道所跟踪的目标相对光轴的角度，再参考目标运动趋势，就可以计算出4个传感器是否是跟踪同一目标。若是同一目标再根据各个传感器目标的对比度来判断哪个可信度更高。下面结合附图对本专利技术做以详细说明。参见图3：一种经纬仪中多传感器协同跟踪装置，包括：长波红外定焦光学系统1、长波红外传感器2、长波红外图像跟踪器3、长波红外跟踪结果输出单元4、中波红外两档焦距光学系统5、中波红外传感器6、中波红外图像跟踪器7、中波红外跟踪结果输出单元8、可见光连续变焦光学系统一9、可见光传感器一10、可见光图像跟踪器一11、可见光跟踪结果输出单元一12、可见光连续变焦光学系统二13、可见光传感器二14、可见光图像跟踪器二15、可见光跟踪结果输出单元二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种经纬仪中多传感器协同跟踪装置，其特征在于，包括：多个不同焦距的光学系统、多个不同波段的传感器、图像跟踪器及跟踪结果输出单元、信息交换单元和外引导；所述光学系统分别将物体聚焦到所述传感器靶面上，传感器将其转换成图像信号送到各自的图像跟踪器进行计算，每个图像跟踪器在计算目标脱靶量的同时，通过信息交换单元，参考其他传感器的跟踪结果及外引导的信息，计算结果由跟踪结果输出单元直接输出。

【技术特征摘要】
1.一种经纬仪中多传感器协同跟踪装置，其特征在于，包括：多个不同焦距的光学系统、多个不同波段的传感器、图像跟踪器及跟踪结果输出单元、信息交换单元和外引导；所述光学系统分别将物体聚焦到所述传感器靶面上，传感器将其转换成图像信号送到各自的图像跟踪器进行计算，每个图像跟踪器在计算目标脱靶量的同时，通过信息交换单元，参考其他传感器的跟踪结果及外引导的信息，计算结果由跟踪结果输出单元直接输出。2.根据权利要求1所述的经纬仪中多传感器协同跟踪装置，其特征在于，所述装置的一种具体方案为：包括：长波红外定焦光学系统(1)、长波红外传感器(2)、长波红外图像跟踪器(3)、长波红外跟踪结果输出单元(4)、中波红外两档焦距光学系统(5)、中波红外传感器(6)、中波红外图像跟踪器(7)、中波红外跟踪结果输出单元(8)、可见光连续变焦光学系统一(9)、可见光传感器一(10)、可见光图像跟踪器一(11)、可见光跟踪结果输出单元一(12)、可见光连续变焦光学系统二(13)、可见光传感器二(14)、可见光图像跟踪器二(15)、可见光跟踪结果输出单元二(16)、信息交换单元(17)和外引导(18)；所述长波红外定焦光学系统(1)、中波红外两档焦距光学系统(5)、可见光连续变焦光学系统一(9)和可见光连续变焦光学系统二(13)分别将物体聚焦到长波红外传感器(2)、中波红外传感器(6)、可见光传感器一(10)和可见光传感器二(14)靶面上，各传感器分别将其转换成图像信号后，分别送到长波红外图像跟踪器(3)、中波红外图像跟踪器(7)、可见光图像跟踪器一(11)和可见光图像跟踪器二(15)进行计算，每个跟踪器在计算目标脱靶量的同时，通过信息交换单元(17)，参考其他传感器的跟踪结果及外引导(18)的信息，计算结果由长波红外跟踪结果输出单元(4)、中波红外跟踪结...

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂菊，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22