[发明专利]一种基于多模板的红外成像导引头捕获跟踪目标方法

说明书

本发明提供的一种基于多模板的红外成像导引头捕获跟踪目标方法，应用于无人机平台发射空地导弹，包括：导弹发射前，光电吊舱将拍摄多幅模板并依次装订至导引头，同时火控系统将所模板对应的参数、作战场景和作战对象装订至导引头；导弹发射后，导引头依次根据每幅所述模板的视场范围对目标进行模板匹配，获取捕获点并对该捕获点进行迭代跟踪；模板匹配完成后导引头持续对目标进行智能识别捕获直至识别成功后进入跟踪状态；导引头保持跟踪状态，直至命中目标。此方法实现了红外导弹发射后不管的作战方式,提高了红外成像导引头全自主捕获目标的概率和跟踪目标的稳定性，此种捕获目标的方法易实现、可操作性强、方便且成本低。

技术领域

本发明属于无人机技术领域，更具体地，涉及一种基于多模板的红外成像导引头捕获跟踪目标方法。

背景技术

红外成像导引头是利用目标场景红外辐射进行成像，实现自动捕获和跟踪地面固定/移动目标，同时将目标视线角速度信号和导引头框架角信号提供给导弹自动驾驶仪，实现导弹自动导引直至命中目标。在满足战技指标的前提下，具备低成本、夜间使用、发射后不管等特点，能够实现对舰船、车辆、坦克、建筑物群、军事阵地等目标进行精确打击功能。

红外成像也有缺点，由于红外波长较可见光长，相同入瞳直径下，光学成像系统分辨率低于可见光，而且同样成本下红外探测器的像素低于可见光探测器，导致红外图像清晰度明显低于可见光成像。成像清晰度差，像素低导致红外探测器对目标的探测距离较短。目前红外导引头捕获方式目前大致有三种：模板匹配、人在回路和智能识别。三种方式各自有各自的优势，但是劣势也显而易见。

人在回路捕获模式是红外导引头最常用的捕获跟踪目标的方式。在导弹飞行过程中，通过链路将红外图像实时传回地面工作站，操作人员控制摇杆移动光标，点击目标，然后点击位置信息传回导引头完成对目标的捕获。此种方法命中精度完全依赖于操作人员，不同人的反应能力的差异和心理素质的差异会影响导弹命中情况。另外，此种方式需要装配弹载数据链将图像回传，无人机发射模式还需要装配机载数据链作为中继配合图像回传，而且为适应此种作战方式，机载火控系统和地面站软件系统需要修改，导致现有成熟作战体系增加很多改动工作量。

通常，模板匹配捕获方式拍摄一幅模板装订，捕获时刻将实时图像与模板进行比对，比对成功后完成对目标的捕获跟踪，此种方式匹配一次的成功概率较低；若匹配成功后，导弹飞抵目标的过程中，跟踪点会发生漂移，脱靶量较大。

智能识别捕获模式是通过将多种典型目标对导引头进行深度学习与训练，导弹在飞行过程中可直接捕获目标，不依赖于飞机的机载设备，可实现发射后不管。但是对于车辆和坦克这种小目标来说，这种方式使得导引头作用距离在1.5km以内，对于远射程弹道，对于中制导的精度要求非常高，从而保证识别时刻目标在导引头视场范围内。

综上所述，目前红外成像导引头在使用方式以及捕获跟踪模式并没有很好的解决方案来提高捕获概率和捕获作用距离，导致红外成像导弹在没有更广泛的应用到实际战场。

发明内容

本发明的目的针对现有技术中存在的问题，提供一种红外成像导引头捕获跟踪目标方法，采用给导引头装订多个模板以及每个模板对应的参数、作战场景和作战对象，飞行过程中导引头通过多模板对目标进行捕获和跟踪点修正，弹道末段通过智能识别捕获跟踪目标直至命中目标。解决了单一模板匹配跟踪点漂移量过大的问题，实现了红外导弹发射后不管的作战方式，提高了红外成像导引头全自主捕获目标的概率和跟踪目标的稳定性，此种捕获跟踪目标的方法易实现、可操作性强、方便且成本低。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种红外成像导引头捕获跟踪目标方法，应用于无人机平台发射空地导弹，所述方法包括：

步骤S1，导弹发射前，光电吊舱将拍摄多幅模板并将多幅模板依次装订至导引头，同时火控系统将所述模板对应的参数、作战场景和作战对象装订至导引头；