The invention relates to a positioning device and method based on a pulse laser, belonging to the field of photoelectric tracking technology. The positioning device includes: laser beacon light source, pulse detector, photoelectric detector, image preprocessing unit, data processing unit and display; at least three laser beacon light sources are fixed on the object being positioned and tracked, and simultaneously emit laser pulse signal and radio pulse signal; pulse detector is used to receive radio pulse signal and adjust the exposure of photoelectric detector. Optical time; Photodetector is used to capture laser pulse signal and convert it into image; Image preprocessing unit is used to convert image into data signal; Data processing unit calculates the position of laser beacon light source based on image data signal, and finally converts it into the position of the object being located and tracked; Display is used to display image and position information of the object being tracked.
【技术实现步骤摘要】
一种基于脉冲激光的定位装置及方法
本专利技术涉及光电跟踪
，尤其涉及一种基于脉冲激光的定位装置及方法。
技术介绍
一般情况下，光电跟踪系统通过在被跟踪物加装合作信标的方式，提高系统的跟踪性能和复杂环境下的适应性，通常可以应用在海上直升机相对轮船或石油钻井平台起降时轮船或石油钻井平台对飞机相对起降甲板的位置和姿态的探测，或者汽车停车入位时，车库对汽车相对车库的位置和姿态的探测等方面。但是光电跟踪系统容易受到较大背景信号噪声、合作信标功率有限等因素的影响，系统信噪比不高，识别定位性能不佳，而且当识别激光合作信标或当部分信标丢失或损坏时，存在的问题是摄影测量控制器并不能立刻确认当前图像中的信标点分别对应的安装平台上的位置座标，需通过假设不同可能的图像信标点和实际位置座标对应关系，并遍历各种可能并计算结果处于合理的物理位置和姿态限值范围内，才能确定最终结果，极大的增加了数据处理的繁琐程度，拖慢了整个系统的响应速度。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种基于脉冲激光的定位装置及方法，用以解决现有容易受到噪声信号的影响，且难于将信标的实际位置和图像位置相对应...
【技术保护点】
1.一种基于脉冲激光的定位装置，其特征在于，所述定位装置包括：激光信标光源(2)、脉冲探测器(10)、光电探测器(8)、图像预处理单元、数据处理单元和显示器；至少3个所述激光信标光源(2)固定安装在被定位跟踪物体上，且同时发出包括激光脉冲信号的脉冲信号；所述脉冲探测器(10)用来接收脉冲信号，并调整光电探测器(8)的曝光时间；所述光电探测器(8)用来拍摄激光脉冲信号，并转换为图像；所述图像预处理单元用来将图像转换为数据信号；所述数据处理单元根据图像的数据信号计算出激光信标光源(2)的位置，最终转换为被定位跟踪物体的位置；所述显示器用于显示图像和被定位跟踪物体的位置信息。
【技术特征摘要】
1.一种基于脉冲激光的定位装置，其特征在于，所述定位装置包括：激光信标光源(2)、脉冲探测器(10)、光电探测器(8)、图像预处理单元、数据处理单元和显示器；至少3个所述激光信标光源(2)固定安装在被定位跟踪物体上，且同时发出包括激光脉冲信号的脉冲信号；所述脉冲探测器(10)用来接收脉冲信号，并调整光电探测器(8)的曝光时间；所述光电探测器(8)用来拍摄激光脉冲信号，并转换为图像；所述图像预处理单元用来将图像转换为数据信号；所述数据处理单元根据图像的数据信号计算出激光信标光源(2)的位置，最终转换为被定位跟踪物体的位置；所述显示器用于显示图像和被定位跟踪物体的位置信息。2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述激光信标光源(2)安装在被测物体的表面凸出部位；所述激光信标光源(2)设有光学扩束系统，扩束广角角度至少为90°；所述激光信标光源(2)采用主动调Q激光器，且每个所述激光信标光源(2)发出的激光脉冲信号的能量互不相同。3.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于，所述脉冲探测器(10)、光电探测器(8)均设置在摄像机(3)内，所述摄像机(3)设有至少2个；所述脉冲信号为激光脉冲信号，所述脉冲探测器(10)采用光脉冲探测器，所述脉冲探测器(10)监测到激光脉冲信号，通过光电探测器(8)控制电路生成电脉冲信号，控制所述光电探测器(8)的曝光时间与激光脉冲信号的脉冲持续时间一致；或，所述脉冲信号为激光脉冲信号和无线电脉冲信号，所述激光信标光源(2)发射的无线电脉冲信号包含激光脉冲信号的信息，所述脉冲探测器(10)采用无线电脉冲探测器，所述脉冲探测器(10)监测到无线电脉冲信号，并识别无线电脉冲信号中激光脉冲信号的信息，通过光电探测器(8)控制电路生成电脉冲信号，控制所述光电探测器(8)的曝光时间与激光脉冲信号的脉冲持续时间一致。4.根据权利要求3所述的定位装置，其特征在于，所述摄像机(3)的镜头为广角镜头，且设有滤波光学系统(9)，所述滤波光学系统(9)包括：滤波片(5)、成像光学系统(6)、带通滤波片(7)；所述滤波片(5)、成像光学系统(6)、带通滤波片(7)沿摄像机(3)保护窗口(4)至光电探测器(8)的方向依次设置；所述滤波片(5)用来滤掉波长低于激光脉冲信号波长的噪声光线；所述成像光学系统(6)用来汇聚激光脉冲信号并进行对焦；所述带通滤波片(7)用来滤掉激光脉冲信号对应波段以外的其他光线。5.根据权利要求4所述的定位装置，其特征在于，所述数据处理单元用来接收数据信号，并从数据信号中识别图像的信息，以预先设置的基准点为原点建立坐标系，结合各个激光信标光源(2)安装时的位置关系，计算出各个激光信标光源(2)在坐标系中的位...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宏军，张鋆，邵元頔，朱达书，高斌，
申请(专利权)人：中国船舶工业系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11
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