專利名稱：一種全視景光電雷達(dá)及利用地面目標(biāo)圖像定位的掃描方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用雙站旋轉(zhuǎn)掃描的光電雷達(dá)。
背景技術(shù)：
光電雷達(dá)不主動發(fā)射雷達(dá)波，是一種采用被動式光電探測方式實現(xiàn)雷達(dá)功能的設(shè)備。由于隱形飛機的出現(xiàn)，光電雷達(dá)的重要性越來越被人們重視。但是，真正能具有與常規(guī)的發(fā)射無線電波的雷達(dá)在目標(biāo)自動識別及遠(yuǎn)距離測距功能相當(dāng)?shù)墓怆娎走_(dá)還鮮有報道，原因在于光電雷達(dá)的目標(biāo)掃描、目標(biāo)自動識別及測距均有技術(shù)難度?，F(xiàn)有的光學(xué)雷達(dá)掃描方式有兩種一種是凝視型，其優(yōu)點是對活動目標(biāo)，無論是地面的或是空中目標(biāo)均很容易發(fā)現(xiàn)，并且實時性好。但由于其視場角小，只能覆蓋很小的范圍。通常只用于距離較近的地面探測；另一種是掃描式，通常安裝在轉(zhuǎn)臺上，掃描方式分旋轉(zhuǎn)式和扇掃式兩種。掃描式光電雷達(dá)，掃描范圍較凝視型光電雷達(dá)大。但是目前的掃描式光電雷達(dá)與常規(guī)的雷達(dá)類似，掃描時只能設(shè)定某一個特定的俯仰角。換言之，當(dāng)掃描地面目標(biāo)時就不能掃描空中目標(biāo)，掃描的動態(tài)范圍小。無法同時把空中的目標(biāo)與地面的景象同時顯示，無法實現(xiàn)水平0-360°，俯仰0-90°全方位探測和全視景顯示。掃描式光電雷達(dá)的另一個技術(shù)難點是在掃描過程的動態(tài)中發(fā)現(xiàn)空中目標(biāo)。由于攝像機隨轉(zhuǎn)臺在運動很難區(qū)分空中的靜止目標(biāo)和運動目標(biāo)。例如，在布滿星星的夜晚，就需要將飛行中的飛機與星星相區(qū)別并自動識別，這在技術(shù)上有一定的難度。光學(xué)雷達(dá)的最大難題是測距，采用單站的光學(xué)雷達(dá)多采用激光測距，測距范圍為幾十公里。要對數(shù)百公里外的飛行目標(biāo)用單個站點進(jìn)行精確測距是幾乎不可能的。通常采用雙站點方式，通過雙站交匯測距法來得到目標(biāo)的距離信息。利用光電攝像機得到的目標(biāo)圖像信息進(jìn)行目標(biāo)位置參數(shù)解算，得到探測目標(biāo)的距離參數(shù)，這種方法全部依賴于轉(zhuǎn)臺的機械精度，對于遠(yuǎn)距離的空中目標(biāo)測得的距離等參數(shù)誤差大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有光電雷達(dá)技術(shù)的不足，提出一種裝置及方法、能實現(xiàn)水平0-360° 俯仰0-90°全方位掃描；能利用圖像處理的方法自動識別空中目標(biāo)；能利用圖像匹配的方法通過已知的地面目標(biāo)參考點的精確方位角及距離對空中目標(biāo)進(jìn)行精確定位及測距；能精確顯示空中目標(biāo)圖像和運動參數(shù)及軌跡的全視景光電雷達(dá)。本發(fā)明所述的一種全視景光電雷達(dá)，包含一個采用光回流環(huán)的360°可連續(xù)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺、兩個攝像機及與之配套的計算機；在所述的轉(zhuǎn)臺上的水平方向安裝一個水平攝像機及在轉(zhuǎn)臺的俯仰支架上安裝一個俯仰攝像機，與之配套的計算機同轉(zhuǎn)臺及攝像機相連接；所述的水平攝像機隨著轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，其俯仰角不變總是對準(zhǔn)地面目標(biāo)，所述的俯仰攝像機隨著轉(zhuǎn)臺俯仰角的變化對著不同的空中區(qū)域進(jìn)行掃描，俯仰掃描幅度可從0至 90 ；所述的水平攝像機與俯仰攝像機垂直方向同軸。
進(jìn)一步的，為提高光電雷達(dá)的測量精度，所述的全視景光電雷達(dá)上可安裝高精度激光測距儀。所述的水平攝像機與俯仰攝像是一種廣義的光電探測器，它可以是可見光攝像機，也可以是任何一種近紅外、短波紅外、中波紅外或長波紅外探測器及探測器的組合。使用上述全視景光電雷達(dá)并利用地面目標(biāo)圖像定位的掃描方法，采用雙站點掃描，兩個全視景光電雷達(dá)站點相隔一定距離同時掃描，每個全視景光電雷達(dá)站點的轉(zhuǎn)臺從 0°至360°旋轉(zhuǎn)時，水平攝像機將連續(xù)采集到的地面目標(biāo)圖像用圖像匹配的方法拼接成 0°至360°的完整的地面目標(biāo)全方位圖像，得到了兩幅0°至360°的地面目標(biāo)全方位圖像，同時，俯仰攝像機得到特定俯仰角的360°全方位空域圖；當(dāng)俯仰攝像機的俯仰角隨著轉(zhuǎn)臺每圈的旋轉(zhuǎn)從0-90°分階段掃描時，就實現(xiàn)了全方位的地面及空中目標(biāo)的全視景探測。具體掃描方法為空中目標(biāo)自動檢測方法為俯仰攝像機對著空中區(qū)域以攝像機的最大視頻采集幀數(shù)連續(xù)抓拍空中圖像，并通過計算機對相鄰的兩幀進(jìn)行差分處理并自動識別出空中目標(biāo)； 識別出空中目標(biāo)的這一幀的圖像以捕獲瞬間的時間為標(biāo)記存儲；計算機在發(fā)現(xiàn)空中目標(biāo)的瞬間，把地面目標(biāo)攝像機所攝的地面目標(biāo)圖像與地面目標(biāo)全視景圖進(jìn)行圖像匹配，找出上述一幀圖像在地面目標(biāo)全方位圖中的準(zhǔn)確位置；同時把該瞬間的空中目標(biāo)的圖像根據(jù)地面目標(biāo)圖像的定位，放在與其地面目標(biāo)對應(yīng)的空域中，此時地面目標(biāo)的水平方向顯示的是對應(yīng)的上述一幀空中目標(biāo)方位角，而垂直方向顯示的是上述一幀空中目標(biāo)的俯仰角，即得到空中目標(biāo)方位圖。當(dāng)轉(zhuǎn)臺的俯仰角從0°至90°分段掃描后，全部的空中目標(biāo)的圖像將無遺漏地顯示在地面目標(biāo)全方位圖的上方對應(yīng)的空域中；地面目標(biāo)的全方位圖加上其上方空域中捕捉到的空中目標(biāo)組成了光電雷達(dá)的全視景圖；從兩個基站的全視景圖中計算機就能自動算出其對應(yīng)的空中目標(biāo)的全部參數(shù)，包括方位角、俯仰角、到站點的距離、飛行速度以及空中目標(biāo)的運動軌跡。在用兩個基站的全視景圖對空中目標(biāo)的距離進(jìn)行計算時，利用地面目標(biāo)參考點的精確距離對空中目標(biāo)的俯仰角進(jìn)行校正，提高了全視景圖中俯仰角的精度。在此基礎(chǔ)上最終提高了空中目標(biāo)測距的精度。本發(fā)明為提高光電雷達(dá)測量精度的另一個手段是提高捕捉空中目標(biāo)瞬間時的時間測量精度實現(xiàn)高精度時統(tǒng)。時統(tǒng)的精度由數(shù)十毫秒提高到毫秒級。 使得光電雷達(dá)系統(tǒng)的測距精度進(jìn)一步得以提高。


圖1旋轉(zhuǎn)式光電探測器的組成及轉(zhuǎn)臺及攝像機安裝示意圖；圖2光電雷達(dá)組成示意圖；圖3站點1水平攝像機及俯仰攝像機所攝地面及空中目標(biāo)示意圖；圖4站點1水平攝像機及俯仰攝像機所攝地面及空中目標(biāo)示意圖；圖5全視景光電雷達(dá)工作原理示意圖；圖6通過已知的地面參考點的精確位置參數(shù)，提高空中目標(biāo)測試精度的示意圖；圖7通過地面參考點的圖像，提高水平方位角精度的示意圖。
實施方式本發(fā)明采用了圖1所示的一種新型結(jié)構(gòu)的光電探測器，它采用了一個光回流器的 360°可連續(xù)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺1，在轉(zhuǎn)臺上的水平方向安裝一個水平攝像機3，它隨著轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，但其俯仰角不變總是對準(zhǔn)地面目標(biāo)；在轉(zhuǎn)臺的俯仰支架上安裝一個俯仰攝像機 2，它隨著轉(zhuǎn)臺俯仰角的變化對著不同的空中區(qū)域進(jìn)行掃描，俯仰掃描幅度可從0至90°。 水平攝像機與俯仰攝像機垂直方向同軸。當(dāng)轉(zhuǎn)臺水平方向從0-360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)時，水平攝像機與俯仰攝像機分別對0-360°的地面目標(biāo)及特定的空域進(jìn)行掃描。當(dāng)俯仰攝像機的俯仰角隨著轉(zhuǎn)臺每圈的旋轉(zhuǎn)從0-90°分階段掃描時，就實現(xiàn)了全方位的地面及空中目標(biāo)的全視景探測。圖2顯示了本發(fā)明所涉及的光電雷達(dá)的組成。本發(fā)明所涉及的光電雷達(dá)采用了雙站點掃描，兩個站點相隔一定距離。每個站點的光電探測器由圖1所示的新型結(jié)構(gòu)的光電探測器組成。當(dāng)轉(zhuǎn)臺從0°至360°旋轉(zhuǎn)時，兩個站點的水平攝像機3和6連續(xù)采集到的地面目標(biāo)圖像通過安裝在計算機中的圖像采集卡數(shù)字化并通過計算機7處理。在處理中計算機自動尋找兩幅相鄰圖像中的特征點(例如建筑物的角，圖7中39、40、41、42、43)，用圖像匹配的方法使特征點重合，這樣就拼接成0°至360°的完整的地面目標(biāo)全方位圖像。雙站點得到了兩幅0°至360°的地面目標(biāo)全方位圖像并顯示在計算機的顯示器上8。圖像匹配的方法，在圖7的說明中作進(jìn)一步說明。圖3及圖4顯示了本發(fā)明所涉及的雙站空中目標(biāo)自動探測過程。本發(fā)明用俯仰攝像機3和5對著空中區(qū)域以攝像機的最大視頻采集幀數(shù)連續(xù)抓拍空中圖像，并通過計算機對相鄰的兩幀進(jìn)行差分處理。由于空中的背景比較均勻，在相鄰兩幀的差分處理后背景的亮度降低，而空中目標(biāo)例如飛機與背景的反差變大，空中目標(biāo)這時就呈現(xiàn)為暗背景中的亮點，可通過設(shè)定灰度的閾值方法及圖像處理的形態(tài)學(xué)孤立目標(biāo)識別法將其從暗背景中分割出來，并記錄下該目標(biāo)的重心在這一幀中的坐標(biāo)。識別出空中目標(biāo)的這一幀的圖像也以捕獲瞬間的時間為標(biāo)記存儲(時間精確到毫秒)。計算機在發(fā)現(xiàn)空中目標(biāo)的瞬間，把地面目標(biāo)攝像機所攝的地面目標(biāo)圖像與地面目標(biāo)全視景圖(如圖3的(10)及圖4的(13))進(jìn)行圖像匹配，找出這一幀圖像在地面目標(biāo)全方位圖中的準(zhǔn)確位置；同時把該瞬間的空中目標(biāo)的圖像根據(jù)地面目標(biāo)圖像的定位，放在與其地面目標(biāo)對應(yīng)的空域圖中(圖3(9)中的空中目標(biāo) t0、t3、t5及圖4(12)中的空中目標(biāo)tl、t3、t7)。此時地面目標(biāo)的水平方向顯示的是對應(yīng)的這一幀空中目標(biāo)方位角，而垂直方向顯示的是這一幀空中目標(biāo)的俯仰角。由于空中靜止的目標(biāo)與動目標(biāo)在全視景圖上是很容易區(qū)分的，不同幀的靜目標(biāo)在全視景圖上顯示在同一個位置上，而不同幀的運動中的目標(biāo)在全視景圖上顯示在不同位置上，這不同的位置形成了目標(biāo)的運動軌跡(圖3(9)中的t0、t3、t5)及(圖4(12)中的tl、t3、t7)。這樣實現(xiàn)了空中目標(biāo)的自動檢測。圖5顯示了本發(fā)明所涉及的光電雷達(dá)是如何測距的過程。圖5中的站點1的圖示顯示了站點1中的轉(zhuǎn)臺1、水平攝像機3和俯仰攝像機2 ；水平攝像機所攝及拼接成的全視景圖以及俯仰攝像機所攝的空中目標(biāo)圖像。其中全視景圖的水平坐標(biāo)圖25-27表示的是轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)時全視景圖中的目標(biāo)對應(yīng)的轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)角度，0°對準(zhǔn)的是轉(zhuǎn)臺的正北。全視景圖的垂直坐標(biāo)23-21表示的是轉(zhuǎn)臺的俯仰角的位置。其中23對應(yīng)的是0°俯仰角，21對應(yīng)的是 90°俯仰角。圖5中的站點2的圖示顯示了站點2中的轉(zhuǎn)臺4、水平攝像機6和俯仰攝像機5 ；水平攝像機所攝及拼接成的地面全視景圖以及俯仰攝像機所攝的空中目標(biāo)圖像。其中全視景圖的水平坐標(biāo)圖26- 表示的是轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)時全視景圖中的目標(biāo)對應(yīng)的轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)角度，0°對準(zhǔn)的是轉(zhuǎn)臺的正北。全視景圖的垂直坐標(biāo)M-22表示的是轉(zhuǎn)臺的俯仰角的位置。其中22對應(yīng)的是0°俯仰角，對對應(yīng)的是90°俯仰角。當(dāng)空中出現(xiàn)空中目標(biāo)，如飛機時，站點1的俯仰攝像機2在轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)過程中，連續(xù)捕捉到空中目標(biāo)的一系列幀圖像15、 16至17，并根據(jù)水平攝像機3所攝的地面圖像與事先拼好的全視景圖中地面參照物圖像的匹配好時的水平坐標(biāo)，及俯仰攝像機2的俯仰角及全視景圖中的垂直坐標(biāo)，放置到全視景圖中的對應(yīng)的位置上。捕捉空中目標(biāo)15、16、17等幀圖像瞬間的時間(以毫秒為單位)也被記錄下來。例如，捕捉幀圖像15、16、17時的時間分別為t0、t3和t5。與站點1工作情況類似，站點2捕捉到的同一個空中目標(biāo)的幀圖像18、19、20時的時間分別為tl、t3和t7。 此時可從同一目標(biāo)的兩個不同位置(站點1及站點幻所攝的同一目標(biāo)的兩組幀圖像的序列中找出其所攝時間相同的兩幀。圖中的16及19兩幀所攝的時間都是t3。我們從兩個全視景圖中的水平坐標(biāo)及垂直坐標(biāo)中分別查出其對應(yīng)的方位角及俯仰角31J9和32、30。通過立體幾何交叉定位的公式，可計算出飛機距兩個站點的的距離及飛行高度。如果從兩組空中目標(biāo)的序列中不能找到同一瞬間的幀圖像。可以采用圖像線性插值的方法(內(nèi)插或外插法)計算出同一瞬間兩個幀圖像的位置，這樣就大大提高了定位精度。圖6顯示了如何利用事先用激光測距儀測定好的地面參考點來提高測距的精度的方法。圖中33、34、35為站點1水平攝像機所攝地面已知參考點的圖像，36、37、38為站點2水平攝像機所攝地面已知參考點的圖像。這些參考點的精確位置已用激光測距儀在基站安裝時做了精確測量，以激光測距儀安裝點(即站點1或站點2)的坐標(biāo)為基準(zhǔn)點(知道其經(jīng)緯度與海拔高度)，測量該基準(zhǔn)點與激光測距儀所對準(zhǔn)的參考點的方位角、俯仰角及距離，同時可以推算出這些參考點之間的距離及夾角。當(dāng)空中目標(biāo)被顯示在全視景圖上之后， 空中目標(biāo)與這些參考點之間的立體角度可從全視景圖上測量出來。通過這些已知的參數(shù)， 可設(shè)立聯(lián)立方程組計算空中目標(biāo)至站點1及站點2的距離，并通過最小二乘法提高空中目標(biāo)至站點1及站點2的精度。圖7顯示了如何利用地面參考點實現(xiàn)拼全視景圖的方法以及在拼圖完成之后如何從任意一幀地面圖像找到它在全視景圖中的準(zhǔn)確位置。圖7中44為水平攝像機抓拍到的單幀圖像，45為轉(zhuǎn)臺0-360°旋轉(zhuǎn)后所拼接成的地面全視景圖的示意圖。其中41、42、43 為所選的地面參考點。這些地面參考點可為建筑物頂部的某一角或其他具有特點的標(biāo)志物。這些地面參考點在光電雷達(dá)安裝時，用激光測距儀將雷達(dá)站點到參考點的精確距離、方位角及俯仰角做出精確測量。參考點的作用有兩個一是用于圖像拼圖時的匹配，二是用于光電雷達(dá)測距時測量精度的提高。45所示的地面全視景圖的拼接是這樣完成的轉(zhuǎn)臺先設(shè)置在方位角0°位置(即北偏東0° )抓拍第一幅圖像將其存放在計算機內(nèi)存中，然后以順時針方向旋轉(zhuǎn)一圈(360° )，旋轉(zhuǎn)時水平攝像機不停地抓拍地面目標(biāo)。相鄰兩幅抓拍的圖像至少包含一個相同的地面參考點目標(biāo)。這樣通過對相同的地面參考點圖像的匹配，找出后抓拍的圖像與先抓拍圖像中參考點的水平位移的像素量，以此為依據(jù)將后一幅圖拼接在前一幅圖的適當(dāng)位置上。在轉(zhuǎn)臺完成了 360°的旋轉(zhuǎn)時，一幅360°的全視景圖就完成。全視景圖的拼接一天之中只需做數(shù)次(在天空照度發(fā)生明顯變化時才做)。在光電雷達(dá)正常運行時，俯仰攝像機不停地抓拍空中圖像。只有當(dāng)確定空中出現(xiàn)了目標(biāo)時，水平攝像機才抓拍地面目標(biāo)，圖7中44為水平攝像機此時抓拍到的地面圖像。這時，計算機根據(jù)轉(zhuǎn)臺的水平方位角大致確定該地面圖像在全視景圖中的位置，然后通過圖像匹配的方法將44中的參考點圖像與全視景圖中的參考點比對，找出其準(zhǔn)確位置(方位角)，然后將空中目標(biāo)的截圖放在全視景圖的空域中的對應(yīng)位置上。當(dāng)轉(zhuǎn)臺的俯仰角從0°至90°分段掃描后，全部的空中目標(biāo)的圖像將無遺漏地顯示在地面目標(biāo)全方位圖的上方對應(yīng)的空域中。地面目標(biāo)的全方位圖加上其上方空域中捕捉到的空中目標(biāo)組成了光電雷達(dá)的全視景圖。從兩個基站的全視景圖中計算機就能自動算出其對應(yīng)的空中目標(biāo)的全部參數(shù)方位角、俯仰角、到站點的距離、飛行速度以及空中目標(biāo)的運動軌跡。為提高光電雷達(dá)的測量精度，本發(fā)明選用了特征明顯的地面目標(biāo)作為距離及方位角的參考點，并用高精度激光測距儀將這些參考點據(jù)基站的距離及方位角進(jìn)行精確測量， 在此基礎(chǔ)上對全視景圖的方位角進(jìn)行校正，提高了全視景圖方位角坐標(biāo)的精度。在用兩個基站的全視景圖對空中目標(biāo)的距離進(jìn)行計算時，利用地面目標(biāo)參考點的精確距離對空中目標(biāo)的俯仰角進(jìn)行校正，提高了全視景圖中俯仰角的精度。在此基礎(chǔ)上最終提高了空中目標(biāo)測距的精度。本發(fā)明為提高光電雷達(dá)測量精度的另一個手段是提高捕捉空中目標(biāo)瞬間時的時間測量精度實現(xiàn)高精度時統(tǒng)。時統(tǒng)的精度由數(shù)十毫秒提高到毫秒級。使得光電雷達(dá)系統(tǒng)的測距精度進(jìn)一步得以提高。
權(quán)利要求
1.一種全視景光電雷達(dá)，包含一個采用光回流環(huán)的360°可連續(xù)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺、兩個攝像機及與之配套的計算機，其特征在于，在所述的轉(zhuǎn)臺上的水平方向安裝一個水平攝像機及在轉(zhuǎn)臺的俯仰支架上安裝一個俯仰攝像機，與之配套的計算機同轉(zhuǎn)臺及攝像機相連接； 所述的水平攝像機隨著轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，其俯仰角不變總是對準(zhǔn)地面目標(biāo)，所述的俯仰攝像機隨著轉(zhuǎn)臺俯仰角的變化對著不同的空中區(qū)域進(jìn)行掃描，俯仰掃描幅度可從0至90 ； 所述的水平攝像機與俯仰攝像機垂直方向同軸。
2.如權(quán)利要求1所述的一種全視景光電雷達(dá)，其特征在于，為提高光電雷達(dá)的測量精度，所述的全視景光電雷達(dá)上可安裝高精度激光測距儀。
3.如權(quán)利要求1所述的一種全視景光電雷達(dá)，其特征在于，所述的水平攝像機與俯仰攝像是一種廣義的光電探測器，它可以是可見光攝像機，也可以是任何一種近紅外、短波紅夕卜、中波紅外或長波紅外探測器及探測器的組合。
4.使用上述全視景光電雷達(dá)并利用地面目標(biāo)圖像定位的掃描方法，其特征在于，采用雙站點掃描，兩個全視景光電雷達(dá)站點相隔一定距離同時掃描，每個全視景光電雷達(dá)站點的轉(zhuǎn)臺從0°至360°旋轉(zhuǎn)時，水平攝像機將連續(xù)采集到的地面目標(biāo)圖像用圖像匹配的方法拼接成0°至360°的完整的地面目標(biāo)全方位圖像，得到了兩幅0°至360°的地面目標(biāo)全方位圖像，同時，俯仰攝像機得到特定俯仰角的360°全方位空域圖；當(dāng)俯仰攝像機的俯仰角隨著轉(zhuǎn)臺每圈的旋轉(zhuǎn)從0-90°分階段掃描時，就實現(xiàn)了全方位的地面及空中目標(biāo)的全視景探測。
5.如權(quán)利要求4所述的利用權(quán)傾光電雷達(dá)和地面目標(biāo)圖像定位的掃描方法，其特征在于，俯仰攝像機對著空中區(qū)域以攝像機的最大視頻采集幀數(shù)連續(xù)抓拍空中圖像，并通過計算機對相鄰的兩幀進(jìn)行差分處理并自動識別出空中目標(biāo)；識別出空中目標(biāo)的這一幀的圖像以捕獲瞬間的時間為標(biāo)記存儲；計算機在發(fā)現(xiàn)空中目標(biāo)的瞬間，把地面目標(biāo)攝像機所攝的地面目標(biāo)圖像與地面目標(biāo)全視景圖進(jìn)行圖像匹配，找出上述一幀圖像在地面目標(biāo)全方位圖中的準(zhǔn)確位置；同時把該瞬間的空中目標(biāo)的圖像根據(jù)地面目標(biāo)圖像的定位，放在與其地面目標(biāo)對應(yīng)的空域中，此時地面目標(biāo)的水平方向顯示的是對應(yīng)的上述一幀空中目標(biāo)方位角， 而垂直方向顯示的是上述一幀空中目標(biāo)的俯仰角，即得到空中目標(biāo)方位圖；當(dāng)轉(zhuǎn)臺的俯仰角從0°至90°分段掃描后，全部的空中目標(biāo)的圖像將無遺漏地顯示在地面目標(biāo)全方位圖的上方對應(yīng)的空域中；地面目標(biāo)的全方位圖加上其上方空域中捕捉到的空中目標(biāo)組成了光電雷達(dá)的全視景圖；從兩個基站的全視景圖中計算機就能自動算出其對應(yīng)的空中目標(biāo)的全部參數(shù)，包括方位角、俯仰角、到站點的距離、飛行速度以及空中目標(biāo)的運動軌跡。
6.如權(quán)利要求4所述的利用權(quán)傾光電雷達(dá)和地面目標(biāo)圖像定位的掃描方法，其特征在于，時間測量精度毫秒級。
全文摘要
本發(fā)明所述的一種全視景光電雷達(dá)，包含一個采用光回流環(huán)的360°可連續(xù)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺、兩個攝像機及與之配套的計算機；在所述的轉(zhuǎn)臺上的水平方向安裝一個水平攝像機及在轉(zhuǎn)臺的俯仰支架上安裝一個俯仰攝像機，與之配套的計算機同轉(zhuǎn)臺及攝像機相連接；所述的水平攝像機隨著轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，其俯仰角不變總是對準(zhǔn)地面目標(biāo)，所述的俯仰攝像機隨著轉(zhuǎn)臺俯仰角的變化對著不同的空中區(qū)域進(jìn)行掃描，俯仰掃描幅度可從0至90；所述的水平攝像機與俯仰攝像機垂直方向同軸。所述的全視景光電雷達(dá)利用地面目標(biāo)，采用雙站點掃描法，實現(xiàn)水平0-360°俯仰0-90°全方位掃描；利用圖像處理的方法自動識別空中目標(biāo)并利用圖像匹配的方法通過已知的地面目標(biāo)參考點的精確方位角及距離對空中目標(biāo)進(jìn)行精確定位及測距，精確的顯示空中目標(biāo)圖像和運動參數(shù)及軌跡。
文檔編號G03B37/02GK102455425SQ20101051279
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者羅紅玉 申請人:銀河港(北京)技術(shù)有限公司