直射式激光跟踪仪、目标跟踪恢复方法、设备及存储介质技术

本公开提供了一种直射式激光跟踪仪，应用于自动控制技术领域，包括：主体，方位转动机构与所述主体转动连接，用于控制光学测量机构方位转动，俯仰转动机构与所述方位转动机构连接，用于控制光学测量机构俯仰转动，光学测量机构设置于俯仰转动机构上，光学测量机构包括视觉成像模块和激光测距模块，视觉成像模块用于拍摄包含目标靶球的当前图像，激光测距模块用于发射激光束给目标靶球，并测量与目标靶球之间的当前距离值，电控箱，用于利用当前距离值和当前图像计算激光束与目标靶球之间的偏移角度值，并基于偏移角度值控制方位转动机构和俯仰转动机构转动。本公开还提供了一种目标跟踪恢复方法、电子设备及存储介质。电子设备及存储介质。电子设备及存储介质。

【技术实现步骤摘要】
直射式激光跟踪仪、目标跟踪恢复方法、设备及存储介质


[0001]本公开涉及自动控制
，尤其涉及一种直射式激光跟踪仪、目标跟踪恢复方法、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]激光跟踪仪广泛应用于现场大尺寸空间精密测量领域，在使用过程中因操作不当、遮挡等现场突发因素导致的合作目标丢失、跟踪测量中断时有发生，需要操作人员手动进行复杂的引导操作，严重影响激光跟踪仪的现场测量工作效率。
[0003]基于视觉的合作目标靶球检测与定位，是实现激光跟踪仪自主控制并将激光束对准靶球的有效解决方法。现有技术提出了基于深度学习技术解决复杂背景下合作靶球的识别与定位问题，但没有解决目标在图像中定位值与激光束对准合作靶球之间的关系，同时卷积神经网络计算量大、计算时间长，不利于系统集成与工程应用。现有技术还提出了基于主动红外照明的方法实现合作靶标的视觉目标识别与定位问题，侧重红外图像的处理方法，并提出了系统非同轴的偏差角的补偿方法，但该没有提及识别过程中参考中心点的确定方法，以及偏差角的具体计算方法，同时SLED散热量大，无法实现集成，仅能应用于原理实验，无法形成产品样机。

技术实现思路

[0004]本公开的主要目的在于提供一种直射式激光跟踪仪、目标跟踪恢复方法、电子设备及存储介质，具备较强的环境适应性和较好的系统集成性，实现激光跟踪仪自主跟踪测量恢复。
[0005]为实现上述目的，本公开实施例第一方面提供一种直射式激光跟踪仪，包括：
[0006]主体；
[0007]方位转动机构，与所述主体转动连接，用于控制光学测量机构方位转动；
[0008]俯仰转动机构，与所述方位转动机构连接，用于所述控制光学测量机构俯仰转动；
[0009]所述光学测量机构，设置于所述俯仰转动机构上，当所述俯仰转动机构和所述方位转动机构运动时，所述光学测量机构以相同的运动速度转动相同的角度，所述光学测量机构包括视觉成像模块和激光测距模块，所述视觉成像模块用于拍摄包含所述目标靶球的当前图像，所述激光测距模块用于发射激光束给目标靶球，并测量与所述目标靶球之间的当前距离值1；
[0010]电控箱，用于在所述直射式激光跟踪仪发生丢失跟踪所述目标靶球事件的情况下，利用所述当前距离值1和所述当前图像计算所述激光束与所述目标靶球之间的偏移角度值β，并基于所述偏移角度值β控制所述方位转动机构和所述俯仰转动机构转动，以使所述激光束对准所述目标靶球。
[0011]在本公开一实施例中，所述光学测量机构还包括：
[0012]照明模块，用于照亮整个成像视场；
[0013]所述激光测距模块，还用于在所述直射式激光跟踪仪没有发生丢失跟踪所述目标靶球事件的情况下，测量与所述目标靶球之间的距离；
[0014]所述视觉成像模块，还用于拍摄包含所述目标靶球的多张图像，每张图像中所述目标靶球与所述激光测距模块的距离不同；
[0015]所述电控箱，还用于基于所述多张图片，确定不同距离下参考中心点的像素坐标值，得到距离与参考中心点像素坐标值的对应关系表。
[0016]在本公开一实施例中，所述照明模块、所述视觉成像模块和所述激光测距模块平行放置且相互之间相对固定，以使所述视觉成像模块视场覆盖范围与所述激光束发射方向一致。
[0017]在本公开一实施例中，所述电控箱具体用于，在所述直射式激光跟踪仪发生丢失跟踪所述目标靶球事件的情况下，
[0018]接收所述激光测距模块发送的所述当前距离值1和所述视觉成像模块发送的所述当前图像；
[0019]根据所述当前图像，确定所述目标靶球的当前坐标值P1(x1，y1)；
[0020]在所述对应关系表中查找所述当前距离值1对应的距离点j和距离点k，以及，距离点j所对应的像素坐标值(x
j
，y
j
)，距离点k所对应的像素坐标值(x
k
，y
k
)，其中，j≤1≤k；
[0021]根据所述距离点j所对应的像素坐标值(x
j
，y
j
)和所述距离点k所对应的像素坐标值(x
k
，y
k
)，计算在所述当前距离值1下的参考中心点像素坐标值A1(x1，y1)；
[0022]利用所述参考中心像素坐标值A1(x1，y1)和所述当前坐标值P1(x1，y1)，计算所述激光束与所述目标靶球之间的所述偏移角度值β。
[0023]在本公开一实施例中，所述根据所述距离点j所对应的像素坐标值(x
j
，y
j
)和所述距离点k所对应的像素坐标值(x
k
，y
k
)，计算在所述当前距离值1下的参考中心点像素坐标值A1(x1，y1)包括：
[0024][0025]在本公开一实施例中，所述利用所述参考中心像素坐标值A1(x1，y1)和所述当前坐标值P1(x1，y1)，计算所述激光束与所述目标靶球之间的所述偏移角度值β包括：
[0026][0027]其中，f表示所述视觉成像模块的焦距，p表示所述当前坐标值P1(x1，y1)在所述视觉成像模块坐标系下距离所述视觉成像模块的中心点的距离值，a表示所述参考中心像素坐标值A1(x1，y1)在所述视觉成像模块坐标系下距离所述视觉成像模块的中心点的距离值。
[0028]本公开实施例第二方面提供一种目标跟踪恢复方法，其特征在于，应用于第一方面所述的直射式激光跟踪仪，包括：
[0029]接收激光测距模块发送的当前距离值1和视觉成像模块发送的当前图像；
[0030]在所述直射式激光跟踪仪发生丢失跟踪目标靶球事件的情况下，利用所述当前距离值1和所述当前图像计算所述激光束与所述目标靶球之间的偏移角度值β；
[0031]基于所述偏移角度值β控制方位转动机构和俯仰转动机构转动，以使所述激光束对准所述目标靶球。
[0032]在本公开一实施例中，所述利用所述当前距离值1和所述当前图像计算所述激光束与所述目标靶球之间的偏移角度值β包括：
[0033]根据所述当前图像，确定所述目标靶球的当前坐标值P1(x1，y1)；
[0034]在对应关系表中查找所述当前距离值1对应的距离点j和距离点k，以及，距离点j所对应的像素坐标值(x
j
，y
j
)，距离点k所对应的像素坐标值(x
k
，y
k
)，其中，j≤1≤k；
[0035]根据所述距离点j所对应的像素坐标值(x
j
，y
j
)和所述距离点k所对应的像素坐标值(x
k
，y
k
)，计算在所述当前距离值1下的参考中心点像素坐标值A1(x1，y1)；
[0036]利用所述参考中心像素坐标值A1(x1，y1)和所述当前坐标值P1(x1，y1)，计算所述激光束与所述目标靶球之间的所述偏移角度值β。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直射式激光跟踪仪，其特征在于，包括：主体；方位转动机构，与所述主体转动连接，用于控制光学测量机构方位转动；俯仰转动机构，与所述方位转动机构连接，用于所述控制光学测量机构俯仰转动；所述光学测量机构，设置于所述俯仰转动机构上，当所述俯仰转动机构和所述方位转动机构运动时，所述光学测量机构以相同的运动速度转动相同的角度，所述光学测量机构包括视觉成像模块和激光测距模块，所述视觉成像模块用于拍摄包含所述目标靶球的当前图像，所述激光测距模块用于发射激光束给目标靶球，并测量与所述目标靶球之间的当前距离值l；电控箱，用于在所述直射式激光跟踪仪发生丢失跟踪所述目标靶球事件的情况下，利用所述当前距离值l和所述当前图像计算所述激光束与所述目标靶球之间的偏移角度值β，并基于所述偏移角度值β控制所述方位转动机构和所述俯仰转动机构转动，以使所述激光束对准所述目标靶球。2.根据权利要求1所述的直射式激光跟踪仪，其特征在于，所述光学测量机构还包括：照明模块，用于照亮整个成像视场；所述激光测距模块，还用于在所述直射式激光跟踪仪没有发生丢失跟踪所述目标靶球事件的情况下，测量与所述目标靶球之间的距离；所述视觉成像模块，还用于拍摄包含所述目标靶球的多张图像，每张图像中所述目标靶球与所述激光测距模块的距离不同；所述电控箱，还用于基于所述多张图片，确定不同距离下参考中心点的像素坐标值，得到距离与参考中心点像素坐标值的对应关系表。3.根据权利要求2所述的直射式激光跟踪仪，其特征在于，所述照明模块、所述视觉成像模块和所述激光测距模块平行放置日相互之间相对固定，以使所述视觉成像模块视场覆盖范围与所述激光束发射方向一致。4.根据权利要求2所述的直射式激光跟踪仪，其特征在于，所述电控箱具体用于，在所述直射式激光跟踪仪发生丢失跟踪所述目标靶球事件的情况下，接收所述激光测距模块发送的所述当前距离值l和所述视觉成像模块发送的所述当前图像；根据所述当前图像，确定所述目标靶球的当前坐标值P
l
(x
l
，y
l
)；往所述对应关系表中查找所述当前距离值l对应的距离点j和距离点k，以及，距离点j所对应的像素坐标值(x
j
，y
j
)，距离点k所对应的像素坐标值(x
k
，y
k
)，其中，j≤l≤k；根据所述距离点j所对应的像素坐标值(x
j
，y
j
)和所述距离点k所对应的像素坐标值(x
k
，y
k
)，计算在所述当前距离值l下的参考中心点像素坐标值A
l
(x
l
，y
l
)；利用所述参考中心像素坐标值A
l
(x
l
，y
l
)和所述当前坐标值P
l
(x
l
，y
l
)，计算所述激光束与所述目标靶球之间的所述偏移角度值β。5.根据权利要求2所述的直射式激光跟踪仪，其特征在于，所述根据所述距离点j所对应的像素坐标值(x
j
，y
j
)和所述距离点k所对应的像素坐标值(x
k
，y

【专利技术属性】
技术研发人员：王博，王国名，董登峰，张佳，张滋黎，崔成君，程智，高豆豆，王颖，朱志忠，高超，郝灿，周维虎，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：