[发明专利]无人载体光电系统目标捕获系统及方法

摘要

本发明提出一种无人载体光电系统目标捕获系统及方法，利用GPS或者北斗时钟数据，对每帧视频图像标注其曝光时刻的时间，从而获得操作者观察到目标的视频图像曝光时间、当前帧视频图像曝光时间，构建GPS或者北斗时钟与光电系统运动速度的函数，记录光电系统运动轨迹，计算两帧视频图像曝光时间差内光电系统瞄准线的运动角度，依据目标在操作者观察到目标的视频图像中的位置坐标，从而计算目标在当前帧视频图像中的位置，使得光电系统准确、快速的捕获目标。

主权项

1.一种无人载体光电系统目标捕获系统，其特征在于：包括视频数据包集成模块、视频数据传输模块、视频图像显示模块、目标捕获指令模块、光电系统运动轨迹模块、目标位置计算模块；其中视频数据包集成模块处于无人载体上，视频图像显示模块、目标捕获指令模块处于无人载体操控中心；视频数据包集成模块接收光电系统视频图像传感器输出的视频图像数据，并根据光电系统时钟，得到视频图像数据对应的曝光时刻；将视频图像数据和视频图像数据对应的曝光时刻集成为视频数据包；若视频数据包集成模块还接收到目标位置计算模块输出的目标新方位坐标和新俯仰坐标，则将以目标新方位坐标和新俯仰坐标为中心的目标锁定指示框叠加到视频图像数据中，再将视频图像数据和视频图像数据对应的曝光时刻集成为视频数据包；视频数据包集成模块将视频数据包发送给视频图像传输模块；视频数据包集成模块将视频图像数据对应的曝光时刻发送给目标位置计算模块；视频图像传输模块实现视频数据包的压缩、无线数据链传输以及解压处理，并将解压处理后的视频数据包传送到视频图像显示模块；目标捕获指令模块根据无人载体操控人员发出的目标捕获指令，计算视频图像显示模块显示的视频图像中，目标的方位坐标和俯仰坐标；并将显示的视频图像中的目标方位坐标和俯仰坐标，以及显示的视频图像对应的曝光时刻发送到目标位置计算模块；光电系统运动轨迹模块依据光电系统的时钟数据和光电系统的陀螺数据，记录视频传输延时时长内，光电系统瞄准线方位运动速度函数和俯仰运动速度函数，并发送到目标位置计算模块；视频传输延时时长为从视频图像曝光时刻到该视频图像传送到视频图像显示模块进行显示的时长最大理论值；目标位置计算模块根据从视频数据包集成模块输入的曝光时刻t₁，从目标捕获指令模块输入的显示的视频图像对应的曝光时刻t₀，以及从光电系统运动轨迹模块输入的视频传输延时时长内，光电系统瞄准线方位运动速度函数和俯仰运动速度函数，计算ΔT＝t₁+t_f‑t₀时间内光电系统瞄准线转动角度，t_f为视频周期；所述光电系统瞄准线方位运动速度函数为T_s为陀螺数据采样周期，X_g(nT_s)为nT_s时刻方位陀螺数据，n为任意非负整数，k为陀螺标度因子；所述光电系统瞄准线俯仰运动速度函数为Y_g(nT_s)为nT_s时刻俯仰陀螺数据；依据计算得到的光电系统瞄准线转动角度以及从目标捕获指令模块输入的目标方位坐标x₀和俯仰坐标y₀，计算出目标新方位坐标x₁和新俯仰坐标y₁，并将目标新方位坐标x₁和新俯仰坐标y₁输出给视频数据包集成模块。