[发明专利]一种提高伺服跟踪实时性和精准性的空中目标测谱方法

权利要求书

1.一种提高伺服跟踪实时性和精准性的空中目标测谱方法，其特征在于，包括：

(1)利用瞄准镜进行大视场扫描以搜索空中目标，并在观测到所述空中目标时保持瞄准镜不动，将当前帧红外图像作为第1帧并转入步骤(2)；

(2)在所述瞄准镜的凝视视场内获得第2帧，以判定所述空中目标的类型，若为高速目标，则转入步骤(3)；否则，将第3帧作为跟踪帧并转入步骤(6)；

(3)在所述凝视视场内获得第3～n帧，以预测所述空中目标与测谱中心交汇的帧序号m、所述测谱中心移动至交汇点所需的时间C_t以及交汇点在所述第m帧中的像素坐标；

(4)将所述测谱中心在所述第1帧中的像素坐标和所述交汇点在所述第m帧中的像素坐标分别转换至伺服角度坐标系下，以获得使得所述测谱中心移动至所述交汇点时所述瞄准镜移动的角速度矢量；

(5)通过角度预置的方式使得所述瞄准镜在所述第m帧前的C_t时刻根据所述角速度矢量移动直至获得所述第m帧，并将第m+1帧作为跟踪帧；

(6)在所述跟踪帧的上一帧中，在所述测谱中心的周围进行局部搜索以获得所述空中目标的实际坐标，并使得所述测谱中心对准所述空中目标，从而在所述跟踪帧实现对所述空中目标的伺服跟踪和测谱。

2.如权利要求1所述的提高伺服跟踪实时性和精准性的空中目标测谱方法，其特征在于，还包括：

将所述跟踪帧的后续各帧红外图像依次作为跟踪帧并执行所述步骤(6)，以实现对所述空中目标的持续跟踪和测谱。

3.如权利要求1或2所述的提高伺服跟踪实时性和精准性的空中目标测谱方法，其特征在于，所述步骤(2)中，判定所述空中目标的类型，包括：

根据所述空中目标在所述第1帧和所述第2帧中的像素坐标计算所述空中目标在所述第2帧内运动的像素距离，并根据所述像素距离和红外图像的采样时间间隔计算所述空中目标在所述第2帧的移动速度；

若所述移动速度大于预设的速度阈值，则判定所述空中目标为高速目标。

4.如权利要求3所述的提高伺服跟踪实时性和精准性的空中目标测谱方法，其特征在于，所述速度阈值为：

其中，b为测谱区域的长轴或半径，Δt为红外图像的采样时间间隔。

5.如权利要求1或2所述的提高伺服跟踪实时性和精准性的空中目标测谱方法，其特征在于，所述步骤(3)包括：

(31)在所述凝视视场内获得第3～n帧；

(32)若伺服滞后时间T_o小于红外图像的采样时间间隔Δt，则预测所述空中目标与测谱中心交汇的帧序号为：m＝n+1；否则，预测所述空中目标与测谱中心交汇的帧序号为：

(33)根据预测结果计算所述测谱中心移动至交汇点所需的时间为：C_t＝(m-n)Δt-T_o；

(34)根据所述空中目标在第1～n帧中的像素坐标分别获得所述空中目标在第3～n帧的加速度A₃～A_n，以及所述空中目标在第n帧的速度V_n；

(35)根据所述加速度A₃～A_n拟合得到所述空中目标在所述第m帧的加速度A_m，并根据所述加速度A_m和A_n计算所述空中目标在第n帧至第m帧中每一帧的平均加速度A_(m-n)：

(36)根据所述平均加速度A_(m-n)计算所述交汇点在第m帧中的像素坐标P＝(X_m,Y_m)，所述像素坐标P的X坐标X_m和Y坐标Y_m分别为：

其中，A_x(m-n)和A_y(m-n)分别为所述平均加速度A_(m-n)的x方向分量和y方向分量，X_n和Y_n分别为所述空中目标在所述第n帧中的x坐标和y坐标，表示向下取整。