一种光电吊舱目标定位的一体化系统技术方案

本公开的光电吊舱目标定位的一体化系统，通过图像采集模块采集目标图像信息；惯导GPS模块采集光电吊舱的姿态角和地理位置信息，并将所述光电吊舱的姿态角和位置信息发送到所述信息处理系统；伺服平台用于空间伺服驱动和将光电吊舱的视轴框架角信息发送到信息处理系统；激光测距仪用于测量光电吊舱到目标的距离信息，并将距离信息发送到所述信息处理系统；信息处理系统根据目标图像信息锁定目标，并对光电吊舱的姿态角和位置信息、视轴框架角信息及光电吊舱到目标的距离信息进行处理得到目标在大地坐标系下的坐标，实现光电吊舱的目标定位。解决现有光电吊舱减振器对定位精度影响的问题，实现光电吊舱的轻型化、集成化、可靠性高、成本低等优点。成本低等优点。成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种光电吊舱目标定位的一体化系统


[0001]本专利技术属于目标定位
，具体涉及一种光电吊舱目标定位的一体化系统。

技术介绍

[0002]光电吊舱是集可见光摄像机、红外热像仪、激光测距机等高精度测量设备于一体，用于实现航空侦察、目标瞄准、跟踪、定位等功能的全天候电子侦察设备，通常安装于有人或无人飞机。随着机载光电吊舱功能指标和技术指标的进步，不再满足于目标物体在光电吊舱视场中的方位信息(方位角、俯仰角、距离)，而是通过解算得到目标在大地坐标系下的经度、纬度和高度信息。目标定位精度的高低直接影响对目标信息的评估和战场形式的分析论证，因此提高光电吊舱目标定位技术具有非常重要的战略意义。
[0003]目前，光电吊舱目标定位过程中，通过红外热像仪或者可见光摄像机传回图像信息，当目标信息出现在视场中时，锁定并跟踪目标，使目标始终处于视场中心，现有的光电吊舱目标定位功能框图如图1所示。光电吊舱控制器接受上位机处理中心指令，对目标进行跟踪，并测得载机到目标距离，上传上位机处理中心，上位机接收光电吊舱方位信息，并接收光电吊舱的姿态信息和地理位置信息，进行解算目标地理位置。这种目标定位系统需要设计两套控制器，且两套控制器均需要各自的串口通讯接口，时统等，成本相对较高、硬件资源浪费、可靠性差、不利于产品的小型化设计。而现代军事领域对机载光电吊舱的轻型化、集成化、高可靠性性、低成本的一体化处理提出迫切的技术需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服了现有技术的不足之一，提供了一种光电吊舱目标定位的一体化系统，解决现有光电吊舱不具备自主目标定位功能以及光电吊舱减振器对定位精度影响的问题，实现光电吊舱的轻型化、集成化、可靠性高、成本低等优点。
[0005]根据本公开的一方面，本专利技术提供一种光电吊舱目标定位的一体化系统，所述一体化系统包括：图像采集模块，惯导GPS模块，伺服平台，激光测距仪和信息处理系统；
[0006]所述图像采集模块，用于采集目标图像信息；
[0007]所述惯导GPS模块，用于采集光电吊舱的姿态角和地理位置信息，并将所述光电吊舱的姿态角和位置信息发送到所述信息处理系统；
[0008]所述伺服平台，用于空间伺服驱动和将光电吊舱的视轴框架角信息发送到所述信息处理系统；
[0009]所述激光测距仪，用于测量所述光电吊舱到目标的距离信息，并将所述距离信息发送到所述信息处理系统；
[0010]所述信息处理系统，用于根据所述目标图像信息锁定目标，并对所述光电吊舱的姿态角和位置信息、视轴框架角信息以及光电吊舱到目标的距离信息进行处理得到所述目标在大地坐标系下的坐标，实现光电吊舱对所述目标的定位。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述惯导GPS模块由惯导系统和GPS系统组合而成，被
置于所述光电吊舱的基准面。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述光电吊舱的姿态角包括光电吊舱的偏航角、俯仰角、横滚角，所述光电吊舱的理位置信息包括光电吊舱的经度信息、纬度信息、高度信息。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述信息处理系统包括FPGA主控芯片和DSP处理器；
[0014]所述FPGA主控芯片，用于接收和打包所述光电吊舱的空间位置的姿态角和位置信息、视轴框架角信息以及光电吊舱到目标的距离信息，将打包数据添加时间戳发送到所述DSP处理器；
[0015]所述DSP处理器，用于对所述光电吊舱的空间位置的姿态角和位置信息、视轴框架角信息以及光电吊舱到目标的距离信息进行处理得到所述目标在大地坐标系下的坐标。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述图像采集模块包括红外热像仪和/或可见光摄像机。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述视轴框架角信息包括光电吊舱的方位角和俯仰角。
[0018]本公开的光电吊舱目标定位的一体化系统，包括：信息处理系统、惯导GPS模块、伺服平台、激光测距仪和图像采集模块；图像采集模块用于采集目标图像信息；惯导GPS模块用于采集光电吊舱的姿态角和地理位置信息，并将所述光电吊舱的姿态角和位置信息发送到所述信息处理系统；伺服平台用于空间伺服驱动和将光电吊舱的视轴框架角信息发送到所述信息处理系统；激光测距仪用于测量所述光电吊舱到目标的距离信息，并将所述距离信息发送到所述伺服控制系统；信息处理系统，用于根据所述目标图像信息锁定目标，并对所述光电吊舱的姿态角和位置信息、视轴框架角信息以及光电吊舱到目标的距离信息进行处理得到所述目标在大地坐标系下的坐标，实现光电吊舱对所述目标的定位。能够解决了现有光电吊舱不具备自主目标定位功能以及光电吊舱减振器对定位精度影响的问题，实现光电吊舱的轻型化、集成化、可靠性高、成本低等优点。
附图说明
[0019]附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。
[0020]图1示出了现有技术中光电吊舱的目标定位原理框图；
[0021]图2示出了根据本公开一实施例的光电吊舱目标定位的一体化系统框图；
[0022]图3示出了根据本公开另一实施例的光电吊舱目标定位的一体化系统框图；
[0023]图4示出了根据本公开一实施例的光电吊舱目标定位的一体化系统控制框图。
具体实施方式
[0024]以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达到相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。
[0025]本专利技术为了解决以往光电吊舱只具有伺服跟踪搜索功能，不具备自主目标定位功
能和光电吊舱减振器对定位精度的影响，将惯导+GPS组合安装于光电吊舱基准面，惯导可以敏感减振器带来的角位移，并将角位移带入伺服控制系统进行解算，提高目标定位精度。采用FPGA+DSP架构，即用一个控制器完成伺服系统控制，目标定位解算，更好的实现光电吊舱的轻型化、集成化、高可靠性性、低成本等优势。
[0026]图2和图3分别示出了根据本公开一实施例的光电吊舱目标定位的一体化系统框图。
[0027]如图2所示，该目标定位的一体化系统可以包括：图像采集模块41，惯导GPS模块42，伺服平台43，激光测距仪44和信息处理系统45。
[0028]其中，图像采集模块41，用于采集目标图像信息。如图3所示，图像采集模块41可以包括红外热像仪或可见光摄像机，通过红外热像仪或可见光摄像机采集目标图像并将目标图像回传到信息处理系统，当目标信息出现在视场中时，锁定并跟踪目标，使目标始终处于视场中心。
[0029]惯导GPS模块42，用于采集光电吊舱的姿态角和地理位置信息，并将光电吊舱的姿态角和位置信息发送到伺服控制系统。其中，光电吊舱的姿态角包括光电吊舱的偏航本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电吊舱目标定位的一体化系统，其特征在于，所述一体化系统包括：图像采集模块，惯导GPS模块，伺服平台，激光测距仪和信息处理系统；所述图像采集模块，用于采集目标图像信息；惯导GPS模块，用于采集光电吊舱的姿态角和地理位置信息，并将所述光电吊舱的姿态角和位置信息发送到所述信息处理系统；伺服平台，用于空间伺服驱动和将光电吊舱的视轴框架角信息发送到所述信息处理系统；激光测距仪，用于测量光电吊舱到目标的距离信息，并将所述距离信息发送到所述信息处理系统；信息处理系统，用于根据所述目标图像信息锁定目标，并对光电吊舱的姿态角和位置信息、视轴框架角信息以及光电吊舱到目标的距离信息进行处理得到所述目标在大地坐标系下的坐标，实现光电吊舱对所述目标的定位。2.根据权利要求1所述的一体化系统，其特征在于，所述惯导GPS模块由惯导系统和GPS系统组合而成，被置于所述光电吊舱的基准面。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩春，孟凡强，井世丽，吴长安，范明明，高则超，
申请(专利权)人：河北汉光重工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：