[发明专利]目标跟踪方法

摘要

本发明公开了一种目标跟踪方法。该方法包括以下步骤：获取目标的高精度三维空间坐标；利用高精度定位定姿系统实时获取载荷的高精度三维空间坐标及姿态；根据载荷的移动速度以及高精度定位定姿系统中的GNSS天线与相机之间的几何位置关系，计算相机投影中心三维空间坐标；根据相机投影中心三维空间坐标及目标三维空间坐标计算目标的目标方位角及目标姿态角；根据目标方位角及目标姿态角计算相机的预测姿态；调整相机的姿态到预测姿态；在曝光位置对目标进行拍照。其提前调整好相机的预测姿态，保证相机在曝光过程中保持姿态稳定，拍摄图像清晰。且相机的方位角与姿态角与目标相对应，保证目标在相机所拍摄图像的中间位置。

主权项

1.一种目标跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：获取待跟踪目标的高精度目标三维空间坐标；利用高精度定位定姿系统实时获取载荷的高精度载荷三维空间坐标和姿态；根据所述载荷的移动速度以及所述高精度定位定姿系统中的全球卫星导航系统接收机天线与相机之间的几何位置关系，计算相机投影中心三维空间坐标；根据所述相机投影中心三维空间坐标及所述目标三维空间坐标计算所述目标的目标方位角及目标姿态角；根据所述目标方位角及所述目标姿态角计算所述相机的曝光位置的预测姿态；调整所述相机的姿态到所述预测姿态；使用所述相机在所述曝光位置对所述目标进行拍照；所述高精度载荷三维空间坐标为所述全球卫星导航系统接收机天线的相位中心的坐标；所述相机设置在吊舱中，所述吊舱通过稳定平台与运行载体相连接；所述高精度定位定姿系统设置在所述吊舱中，且所述高精度定位定姿系统包括惯性测量单元和具有所述天线的全球卫星导航系统接收机；所述载荷中的高精度定位定姿系统中的全球卫星导航系统接收机天线与所述相机之间有预设位置差；所述根据所述载荷的移动速度以及所述高精度定位定姿系统中的全球卫星导航系统接收机天线与相机之间的几何位置关系，计算所述相机投影中心三维空间坐标，包括以下步骤：根据下面的公式计算全球卫星导航系统接收机天线的相位中心在吊舱坐标系中的坐标，即全球卫星导航系统吊舱坐标系坐标；其中，为全球卫星导航系统接收机天线的相位中心从稳定平台参考坐标系到吊舱坐标系的转换矩阵，为全球卫星导航系统接收机天线的相位中心与稳定平台参考中心的偏心分量；利用下面的公式根据所述全球卫星导航系统吊舱坐标系坐标计算所述全球卫星导航系统接收机天线的相位中心在惯性测量单元坐标系中的坐标，即全球卫星导航系统惯性坐标系坐标；其中，为惯性测量单元几何参考中心与吊舱中心的偏心分量；利用下面的公式根据所述全球卫星导航系统惯性坐标系坐标计算相机投影中心在导航系中的坐标，即相机导航坐标；其中，为全球卫星导航系统接收机天线的相位中心从惯性测量单元本体坐标系到导航坐标系的转换矩阵，为相机投影中心在惯性测量单元坐标系中的坐标；根据发出相机曝光指令到所述相机曝光完成的时间延迟，结合所述载体的移动速度根据下面的公式计算所述相机投影中心在导航系内的相机坐标增量；其中，vx，vy，vz为惯性测量单元测量的在导航系的速度矢量，t0为相机曝光延迟时间；将所述相机导航坐标和所述相机坐标增量之和作为相机投影中心在导航系内的最终坐标，并根据所述相机在导航系内的最终坐标值根据下面公式计算所述相机投影中心在地心坐标系中的坐标作为预测的所述相机投影中心三维空间坐标；其中，为相机投影中心从导航坐标系到地心坐标系的转换矩阵,[x_e y_e z_e]^T为全球卫星导航系统接收机天线的相位中心在地心坐标系的坐标。