[发明专利]自适应红外双波段被动测距方法

摘要

本发明公开了一种自适应红外双波段被动测距方法，用于解决现有方法测距范围小、目标适用性和计算实时性差的问题。其实现步骤是：首先，利用红外探测器对目标进行一次测量，根据目标辐射经大气传输衰减后在不同波段传感器上的辐照度比重不同，评估目标类型；其次，利用温湿度传感器测量的温度、湿度参数，计算出消光系数和大气透过率；再将目标等效为不同温度的黑体，选择两个辐射能量较多的窗口作为工作波段，建立红外双波段被动测距模型；最后，利用红外探测器对目标进行实时测量，应用被动测距模型，解算目标距离。本发明对于空中高温目标和地面常温或低温目标均具有较大的测距范围和较高的测距精度，可用于对空中和地面红外目标的被动定位。

主权项

1.一种自适应红外双波段被动测距方法，其特征在于，包括有如下步骤：(1)根据实际需求，对被测目标所处方位和类型进行初步评估；(2)利用相应辅助系统获得探测系统在距离解算时所需的大气温度和湿度参数；(3)建立基于红外双波段的被动测距模型；3a)根据步骤(1)中得到的被测目标类型和空间位置，将被测目标等效为不同温度的黑体，利用普朗克定律分别计算出不同温度的黑体在0.76～3μm的短波窗口中产生的光谱辐出度M_S(λ)、在3～5μm的中波窗口中产生的光谱辐出度M_M(λ)和8～12μm的长波窗口中产生的光谱辐出度M_L(λ)，其中λ为波长；3b)利用步骤(2)中获得的气象参数，计算在该气象条件下的消光系数μ(λ)，并根据朗‑伯比尔吸收定律计算出不同传输距离r下相应工作波段内各波长下的大气透过率τ(λ,r)＝e^‑μ(λ)r；3c)结合步骤3a)和3b)得到的光谱辐出度和大气透过率，分别计算出黑体在短波、中波和长波三个大气窗口内不同温度黑体和传输距离条件下的多组辐照度I_S、I_M和I_L，其中I_S是短波辐照度，I_M是中波辐照度，I_L是长波辐照度；3d)初始化双波段被动测距的第一工作波段数据阵I₁、第二工作波段数据阵I₂以及传输距离数据阵R，这三个数据阵的维度与步骤3c)中计算出的辐照度组数相等；3e)比较步骤3c)中得到的每一组辐照度I_S、I_M和I_L，剔除辐照度最小的数据项，将剩下的两个数据项中较大的数据项放入双波段被动测距的第一工作波段数据阵I₁中，将较小的数据项放入第二工作波段数据阵I₂中，再将与每组辐照度对应下的传输距离r放入传输距离数据阵R中；3f)定义传输距离数据阵R与两个工作波段数据阵I₁、I₂的函数关系为：R＝f(I₁,I₂)，建立传输距离与两个工作波段内辐照度的函数关系式为：式中，p₁,p₂,…,p₉为各项系数，其数值取决于当地实际气象条件，由传输距离数据阵内的传输距离和两个工作波段数据阵内的辐照度通过线性回归方法求得；(4)利用红外探系统对被测目标进行实时测量，将被测目标在短波窗口内产生的实际辐照度中波窗口内产生的实际辐照度以及长波窗口内产生的辐照度进行比较，选择数值较大的两组辐照度代入测距函数关系式，计算出被测目标的距离。