[發明專利]一種基于圖像視場匹配的光電吊艙陀螺漂移補償的方法

在審

• 申請號: 201911037239.5
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN112747729A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 劉玉章;趙志剛;王明才;毛大鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01C19/00
• 分類號: G01C19/00;G01C25/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 溫子云

本發明涉及一種具有目標捕獲功能的光電吊艙自動陀螺漂移補償的方法。該方法在光電吊艙處于慣性靜止狀態下，對光學載荷圖像內的目標進行捕獲，并獲得一段時間內的目標移動像元數，包括方位向和俯仰向，繼而計算出陀螺方位漂移補償參數和陀螺俯仰漂移補償參數進行陀螺漂移補償。采用本發明提供的陀螺漂移補償的方法，具有目標捕獲功能的光電吊艙能夠根據當前光學載荷參數，自動進行陀螺漂移補償。本發明的光電吊艙陀螺漂移補償方法可同時補償光電吊艙的方位和俯仰兩個自由度，使光電吊艙的成像設備視軸能夠持續、穩定的指向同一方向。

技術領域

本發明屬于自動化控制領域，具體涉及一種基于圖像視場匹配的光電吊艙陀螺漂移補償的方法，實現光電吊艙陀螺漂移的自動補償。

背景技術

陀螺傳感器是光電吊艙的核心傳感器之一。但由于陀螺的特性，光電吊艙在啟動后陀螺會存在靜態漂移，陀螺的這種漂移會導致光電吊艙的光學視軸也隨著漂移，最終影響吊艙的技術指標精度。所以，吊艙需要對陀螺的漂移進行補償。一般對陀螺漂移的補償采用對陀螺輸出值進行積分并求平均值實現；或者利用組合導航原理，對陀螺輸出值進行算法補償；但是這種方式需要采用GPS或者其他傳感器，因此增加了設備成本。

發明內容

有鑒于此，為了減少甚至消除陀螺漂移對光電吊艙成像的影響，本發明提出一種基于圖像視場匹配的光電吊艙陀螺漂移補償的方法，目的是在不增加額外設備的基礎上，實現光電吊艙陀螺漂移的自動補償。

為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的：

一種基于圖像視場匹配的光電吊艙陀螺漂移補償的方法，包括如下步驟：

步驟1：光電吊艙在啟動并自檢后工作在慣性靜止狀態，在光學載荷圖像內選擇目標進行捕獲，同時開始計時一段時間Δt；

步驟2：得到在Δt時間內捕獲目標在圖像中方位方向移動的像元數Δx和俯仰方向移動的像元數Δy；

步驟3：根據捕獲目標在圖像中方位方向移動的像元數Δx、俯仰方向移動的像元數Δy、光學載荷焦距f和成像探測器像元大小l，計算Δt時間內光學載荷視軸漂移的方位角度A和俯仰角度E，其中

步驟4：利用Δt時間內光學載荷視軸漂移的方位角度A和俯仰角度E，計算出陀螺方位漂移補償參數和陀螺俯仰漂移補償參數

步驟5：判斷陀螺方位漂移補償參數ω_A和陀螺俯仰漂移補償參數ω_E是否大于設定的補償閾值如果大于設定的補償閾值將補償參數ω_A和ω_E帶入陀螺采樣程序，進行陀螺漂移補償。

優選地，所述閾值為根據允許的每秒鐘最大視場漂移角度計算得到。

優選地，所述閾值為光學載荷當前視場的1％，即其中n為成像探測器方位和俯仰中像元數的較大值。

有益效果：

本發明涉及一種具有目標捕獲功能的光電吊艙自動陀螺漂移補償的方法。采用本發明提供的陀螺漂移補償的方法，具有目標捕獲功能的光電吊艙能夠根據當前光學載荷參數，自動進行陀螺漂移補償。本發明的光電吊艙陀螺漂移補償方法可同時補償光電吊艙的方位和俯仰兩個自由度，使光電吊艙的成像設備視軸能夠持續、穩定的指向同一方向，而且不需要增加額外設備，補償效果好。

附圖說明

圖1為本發明基于圖像視場匹配的光電吊艙陀螺漂移補償方法的流程圖；

圖2為光學載荷視場角計算示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。

結合圖1所示，本發明提供了一種基于圖像視場匹配的光電吊艙陀螺漂移補償方法，所述方法包括：