一种二维坐标旋转的游标-图像匹配操控方法技术

本发明专利技术属于机载光电侦察监视技术领域，公开了一种二维坐标旋转的游标

【技术实现步骤摘要】
一种二维坐标旋转的游标
‑
图像匹配操控方法


[0001]本专利技术属于机载光电侦察监视
，涉及一种二维坐标旋转的游标
‑
图像匹配操控方法，该方法是针对类定天镜光电转塔中，通过当前的转塔方位角、俯仰角推测当前图像旋转角度，计算单杆游标针对显示图像的分解量，并按照分解量执行手动控制命令，实现更友好的人机交互性能。

技术介绍

[0002]光电转塔作为飞机平台的重要任务设备，除具备执行目标搜索、侦察、监视能力，部分还兼顾对敌目标毁伤、干扰的能力。友好的人机交互性能是保证出色完成各项作战使命的前提。
[0003]随着武器装备的升级换代，光电转塔从单一的透射式成像方式向透射式、反射式成像并存延伸，当成像探测器与光学系统作为一个整体随方位、俯仰或横滚轴运动时，除过顶位置外，基本不会产生像旋，操控单杆游标上下左右及上下分别对应砖塔方位和俯仰，而方位和俯仰对应显示图像的横坐标和纵坐标，具备良好的人机交互性能；当成像探测器与光学系统分离，以定天镜对抗转塔为例，成像探测器固定在电子舱，光学部分随方位轴和俯仰轴运动时，显示图像会随着当前位置的不同发生一定程度像旋，最终导致操控单杆游标和显示图像无明确对应关系，影响人机交互性。基于此，设计一种游标与图像的匹配算法来提升人机交互性显得尤为重要。

技术实现思路

[0004](一)专利技术目的
[0005]本专利技术的目的是：提高一种二维坐标旋转的游标
‑
图像匹配操控方法，用于解决基于反射镜稳定的机载定天镜对抗转塔，在手动模式下，像旋导致的无法正常操控问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种二维坐标旋转的游标
‑
图像匹配操控方法，通过严格的理论推导，形成统一的公式，以任务管理计算机为硬件平台进行实现，能够确定在不同角度条件下的操控分量，达到符合人机操控习惯的效果。本专利技术方法的流程图如图1所示，主要包含以下操作步骤：
[0008]步骤一，查找光电转塔系统光学零位
[0009]整个光电转塔系统上电，光电转塔锁定至初始零位，该零位为结构零位；在光电转塔系统的视场中心立一个竖直目标靶；切换至手动模式，利用操控单杆游标控制转动方位轴及俯仰轴，同时竖直目标靶进行水平平移，使其始终处于视场中心，直至图像中目标靶竖直显示，即不存在像旋，记录当前方位及俯仰角度值该位置即为光电转塔光学零位。
[0010]步骤二，判断像旋角度。系统光学如图2所示，当方位轴和俯仰轴绕顺时针旋转固定角度时，系统显示方位及俯仰角度值为经分析，此时图像像旋角度为
[0011]步骤三，确定解耦关系。各坐标系关系如图3所示，经过严格推导得到公式1：
[0012][0013]其中，(dx、dy)是单杆游标输入向量，经过二维分解得到(Dx、Dy)二维控制向量。
[0014]步骤四，进行二维解耦控制。任务管理计算机计算出(Dx、Dy)二维控制向量后，发送至伺服控制板进行解耦控制；
[0015]步骤五，完成在任意角度的二维解耦控制，达到游标
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图像匹配效果，具备良好的人机交互条件。
[0016](三)有益效果
[0017]上述技术方案所提供的二维坐标旋转的游标
‑
图像匹配操控方法，具有以下有益效果：
[0018](1)本专利技术的二维坐标旋转的游标
‑
图像匹配操控方法将单杆游标坐标系、图像坐标系和控制坐标系进行分析，对输入的单杆游标向量进行二维解耦，达到游标控制与图像运动方向的匹配与统一，大大提高该光电吊舱的人机交互性能。
[0019](2)本专利技术的二维坐标旋转的游标
‑
图像匹配操控方法，具有较强的通用性和工程应用价值。
附图说明
[0020]图1是本专利技术方法的流程图。
[0021]图2是机载定天镜对抗转塔光学示意图。
[0022]图3是各坐标系关系间示意图。
[0023]图4是光电转塔系统连接图。
[0024]图5是目标靶显示图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。
[0026]本专利技术优选实施例是针对类定天镜光电转塔的二维坐标旋转的游标
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图像匹配操控。光电转塔系统连接如图4所示，包含操控单杆、光电转塔、显示单元及竖直目标。操控单杆负责发送操控指令到光电转塔，光电转塔负责对竖直目标进行光学成像，并将图像画面传输至显示单元。
[0027]步骤一，查找系统光学零位。整个系统上电，锁定至初始零位(结构零位)，观察竖直目标靶，显示图像如图5a所示，此时方位及俯仰角度分别为(0
°
，0
°
)；转动方位轴和俯仰轴，直至图像显示如图5b所示，记录当前方位及俯仰角度(5
°
，3
°
)，该位置即为光电转塔光学零位。
[0028]步骤二，判断像旋角度。根据图2光电吊舱光学图，当方位轴和俯仰轴绕顺时针旋转固定角度时，显示如图5c所示，系统方位及俯仰角度值为(26
°
，13
°
)，经分析，此时图像像
旋角度为
[0029]步骤三，确定解耦关系。设定操控单杆游标输入向量为(88,46)，根据公式1，计算得到：
[0030][0031](Dx、Dy)二维控制向量为(84.7，51.7)。
[0032]步骤四，进行二维解耦控制。任务管理计算机将计算得到的二维控制向量(84.7，51.7)发送至伺服控制板进行伺服控制；
[0033]步骤五，完成方位、俯仰(26
°
，13
°
)角度值为下的匹配控制。
[0034]由上述技术方案可以看出，本专利技术基本原理是通过计算当前位置像旋角度进行解耦，将游标
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轴向
‑
图像三者匹配起来，达到友好人机性的方法，该方法已经过工程试验验证，适合工程应用。
[0035]以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维坐标旋转的游标
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图像匹配操控方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，查找光电转塔系统光学零位；步骤二，判断像旋角度；步骤三，确定解耦关系；步骤四，进行二维解耦控制；步骤五，完成在任意角度的二维解耦控制，达到游标
‑
图像匹配效果。2.如权利要求1所述的二维坐标旋转的游标
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图像匹配操控方法，其特征在于，所述步骤一中，光电转塔系统包括操控单杆、光电转塔、显示单元及竖直目标，操控单杆发送操控指令到光电转塔，光电转塔根据操控指令对竖直目标进行光学成像，并将图像画面传输至显示单元。3.如权利要求2所述的二维坐标旋转的游标
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图像匹配操控方法，其特征在于，所述步骤一中，查找光电转塔系统光学零位的过程为：整个光电转塔系统上电，光电转塔锁定至初始零位，该零位为结构零位；在光电转塔系统的视场中心立一个竖直目标靶；切换至手动模式，利用操控单杆游标控制转动方位轴及俯仰轴，同时竖直目标靶进行水平平移，使其始终处于视场中心，直至图像中目标靶竖直显示，即不存在像旋，记录当前方位及俯仰角度值4.如权利要求3所述的二维坐标旋转的游标
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图像匹配操控方法，其特征在于，所述步骤二中，当方位轴和俯仰轴绕顺时针旋转固定角度时，系统显示方位及俯仰角度值为此时图像像旋角度为5.如权利要求4所述的二维坐标旋转的游标
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图像匹配操控方法，其特征在于，所述步骤三中，解耦关系公式为：其中，(dx、dy)是操控单杆游标输入向量，经过二维分解得到(Dx、D...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文博，王惠林，王明超，巩全成，李涛，
申请(专利权)人：西安应用光学研究所，
类型：发明
国别省市：