[发明专利]一种结合离线高程和机载光电吊舱的目标定位方法

说明书

本发明公开了种结合离线高程和机载光电吊舱的目标定位方法，通过离线高程数据和吊舱的姿态信息实时更新当前目标所在的高程，结合实时更新的地面高程数据，以及机载光电吊舱的位置、姿态信息、目标在成像平面所占的像素位置进行目标位置的实时计算，获得目标定位。通过机载光电吊舱的位置、姿态信息、目标在成像平面中的像素位置以及目标所在地面高度进行定位计算。目前关于地理定位的方法普遍都是针对于固定地面高程来计算的，即假定目标所在地面高度保持不变。这类方法计算效率高，但是当目标运动区域的地面起伏较大时，基于目标所在地面高度保持不变的假设不成立，则基于该假设的目标定位精度将不能保证。

技术领域

本发明涉及一种目标定位方法，具体涉及一种结合离线高程和机载光电吊舱的目标定位方法。

背景技术

使用机载光电吊舱进行目标搜索的过程中，需要快速、准确的对目标进行定位。目标定位的方法主要有两大类。一类是图像匹配，通过光电吊舱获得的实时图像与预先存储的图像进行匹配，以获得目标当前所在的位置。这类方法，对图像实时匹配算法的计算效率要求高，并且预先存储的图像需要占相当大的存储空间，总的来说，对软硬件的要求都很高。另一类是地理地位。通过机载光电吊舱的位置、姿态信息、目标在成像平面中的像素位置以及目标所在地面高度进行定位计算。目前关于地理定位的方法普遍都是针对于固定地面高程来计算的，即假定目标所在地面高度保持不变。这类方法计算效率高，但是当目标运动区域的地面起伏较大时，基于目标所在地面高度保持不变的假设不成立，则基于该假设的目标定位精度将不能保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术不能快速且高精度的对目标进行定位，目的在于提供一种结合离线高程和机载光电吊舱的目标定位方法，解决上述的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种结合离线高程和机载光电吊舱的目标定位方法，所述方法在固定地面高程的机载光电吊舱的基础上，加入离线地面高程进行实时迭代，所述方法通过机载光电吊舱的位置、姿态信息、目标在成像平面中的像素位置以及目标所在固定地面高度进行计算获得，计算步骤如下：

S1：获得目标在像平面中的坐标位置：其中，x_ip、y_ip是目标在图像坐标系下的像元素位置，o_x、o_y是图像中点的像素位置，S_x、S_y是xy方向每个像素的尺寸；

S2：获取像平面坐标在大地坐标系下的位置：其中，x_I、y_I和z_I是目标的像平面坐标在大地坐标系下的位置，EFL是光电吊舱所搭载的相机机芯的焦距，x_gimbal、y_gimbal和z_gimbal是吊舱在大地坐标系下的位置，是载机坐标系相对于大地坐标系的坐标转换，是吊舱坐标系相对于载机坐标系的坐标转换；

S3：通过三角形投影获得目标在大地坐标系下的位置，采用相似三角形，根据地面高程数据和像平面目标的位置计算目标在大地坐标系下的位置，获得固定高程的定位，并通过固定高程的定位算法确定目标在真实大地坐标系下的位置；

S4：通过固定高程的定位算法，将目标在真实大地坐标系下的位置的纬度和经度输入到离线高程获取模块中，将获得对应纬度和经度的地面高程数据；

S5：结合步骤S3中的固定高程的定位算法和步骤S4中的离线高程数据进行迭代更新得到实时地面高程，并根据实时地面高程和步骤S3中的定位算法获得高精度的目标位置。其中，大地坐标系的定义为坐标原点在导航起始点，X轴指向北方，Y轴指向东方，Z轴指向大地。其中，载机坐标系的定义为坐标原点在吊舱中心，X轴从机尾指向机头，Y轴垂直于X轴指向右机翼，Z轴垂直于X和Y轴向下。其中，吊舱坐标系与像平面坐标系一致