机载光电系统对远距离海面目标三维尺寸测算方法技术方案

本发明专利技术公开了一种机载光电系统对远距离海面目标三维尺寸测算方法，通过在远距离目标的二维图像上标注长、宽、高特征线，并结合载机位置及姿态信息，光电系统姿态信息、焦距及像元尺寸等数据，求得长、宽特征线在海平面上的真实长度和高度特征线垂直于海平面的真实长度。本发明专利技术使用被动测距方法求得图像上任意像素点对应的真实位置与光电系统的斜距值，进而求得图像上任意两像素点对应真实位置之间的距离值，该方法不受光电系统激光测距设备的性能限制，可对远距离探测范围内的海面目标进行高精度尺寸测算。同时该方法可用于图像比例尺实时解算，并叠加在光电系统输出的视频画面上，更及时、更直观的将目标信息呈现给用户。更直观的将目标信息呈现给用户。更直观的将目标信息呈现给用户。

【技术实现步骤摘要】
机载光电系统对远距离海面目标三维尺寸测算方法


[0001]本专利技术属于机载光电系统目标信息感知
，涉及一种机载光电系统对远距离海面目标三维尺寸测算方法。

技术介绍

[0002]舰船是实施海洋行动的主要载体。因此，如果能够快速、精准利用机载光电系统识别海洋中的舰船，提取舰船目标属性，就能准确分析目标威胁程度，提升近海防御体系的目标信息感知能力并为其提供决策依据，对于我国实现海洋强国的国家战略起到关键作用。海面目标三维尺寸测算技术作为目标信息感知能力的重要的一部分，在机载光电系统对海目标探测任务中的应用需求越来越强烈。
[0003]为了满足机载光电系统这一能力需求，实现海面目标三维尺寸的快速、精确测算，通过在探测器输出的目标原始二维图像上标注长、宽、高特征线，并结合载机位置及姿态信息，光电系统姿态信息、焦距及像元尺寸等数据，求得长、宽特征线在海平面上的真实长度和高度特征线垂直于海平面的真实长度。

技术实现思路

[0004](一)专利技术目的
[0005]本专利技术的目的是：为了解决机载光电系统对海面目标尺寸测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机载光电系统对远距离海面目标三维尺寸测算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：获取包含完整目标的探测器成像图片及成像同一时刻的载机位置、姿态信息，光电系统姿态信息；步骤二：在目标图片中标注长、宽、高特征线，得到各特征线两线端的像素坐标；步骤三：由像素坐标计算特征线端在像面上投影的像元坐标、特征线在像面上的投影长度、线端投影分别与焦点连线的长度及夹角；步骤四：已知像面像元尺寸，求得特征线端的像面投影相对于像面中心的水平和垂直方向视场角偏差；步骤五：通过坐标系旋转推导特征线端投影点在像面上的坐标转换到瞄准线坐标系下的坐标，将其带入到基于椭球模型的被动定位计算公式中，求得特征线端表征真实位置坐标，从而计算其与光电系统焦点的斜距值；步骤六：由焦点到特征线端真实斜距以及斜距线夹角，应用三角形余弦定理，求得特征线真实距离，并以此求出目标长、宽尺寸；步骤七：利用目标高度特征线垂直于海面的特性，先求特征线在海面的映射长度，再根据三角形正弦定理及余弦定理求得高度尺寸。2.如权利要求1所述的机载光电系统对远距离海面目标三维尺寸测算方法，其特征在于，所述步骤一中，获得的信息有：载机位置(P
lon
，P
lat
，P
h
)、姿态信息和光电系统姿态信息(E
γ
，E
δ
)，载机位置(P
lon
，P
lat
，P
h
)分别表示载机经度、载机纬度、载机海拔高度；姿态信息分别表示载机航向角、载机俯仰角、载机横滚角；对于凝视侦查型光电系统，姿态信息(E
γ
，E
δ
)分别表示光电系统方位角和俯仰角，对于扫描型光电系统，姿态信息(E
γ
，E
δ
)分别表示光电系统俯仰角和横滚角。3.如权利要求2所述的机载光电系统对远距离海面目标三维尺寸测算方法，其特征在于，所述步骤一中，探测器成像图片包含完整的目标轮廓，图片像素尺寸与探测器输出的视频保持一致。4.如权利要求3所述的机载光电系统对远距离海面目标三维尺寸测算方法，其特征在于，所述步骤二中，将特征线记为AB，两线端坐标为：A(x1，y1)和B(x2，y2)，图片中目标的长、宽、高特征线通过手动标注。5.如权利要求4所述的机载光电系统对远距离海面目标三维尺寸测算方法，其特征在于，所述步骤三中，特征线端在像面上投影的像元坐标A
′
(x
′1，y
′1)和B
′
(x
′2，y
′2)，已知焦距长度L
f
、像元直径D
p
、像面中心Q2的像元坐标(x
o
，y
o
)，求得特征线在像面上的投影长度L
A
′
B
′
、线端投影分别与焦点连线的长度及夹角∠A
′
O1B
′
；由光电系统特定的光学特性可知其图像像素坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈宇，王冠，王惠林，宁飞，高贤娟，刘吉龙，王洁，黄皓，
申请(专利权)人：西安应用光学研究所，
类型：发明
国别省市：