[發明專利]目標搜索跟蹤方法及目標追蹤裝置

在審

• 申請號: 202011288609.5
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112526506A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 方艷超;李姜;郭立紅;于洋
• 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: G01S13/66
• 分類號: G01S13/66;G01S17/66
• 代理公司: 長春中科長光知識產權代理事務所(普通合伙) 22218
• 代理人: 高一明;郭婷

本發明公開了一種目標搜索跟蹤方法及目標追蹤裝置包括雷達、紅外勻掃、紅外擺掃的多源告警設備的工作狀態捕獲跟蹤目標，結合紅外勻掃告警、紅外擺掃告警及紅外跟蹤系統的作用距離，協同對目標進行搜索跟蹤；本發明不僅解決了由于雷達引導精度低，紅外跟蹤系統視場角小，引導成功率低的問題，而且解決了單一紅外告警存在的告警距離近、搜索時間長、空域受限等問題。

技術領域

本發明涉及光電告警跟蹤領域，尤其涉及目標搜索跟蹤方法。

背景技術

在軍事重點目標末端防護和民用防空中，由于來襲目標具有距離近、速度快、機動性強等特點，所以對防護設備提出了較高要求，其中，對目標的快速搜索跟蹤尤為重要。設備從搜索發現、引導調轉并穩定跟蹤所耗費的時間越短，反應窗口越大，越有助于實施有效攔截，可見，實現目標快速準確的搜索跟蹤是非常必要的。

現有的技術一般通過雷達或紅外告警系統直接對光電跟蹤系統進行引導，再由光電跟蹤系統自主對目標進行搜索跟蹤；但是，由于雷達的引導精度低，光電跟蹤系統的視場角小，再考慮各系統的定位定向等誤差，導致從雷達發現目標到引導光電跟蹤系統對目標進行穩定跟蹤耗時較長，而末端防御的反應時間非常有限，對防御效果產生較大影響。而紅外告警系統無法獲取目標的距離信息，無法進行異車引導，適用范圍受限。

發明內容

本發明為解決上述問題之一；提供一種目標搜索跟蹤方法，通過以下方式實現：

一種目標搜索跟蹤方法，包括：根據包括雷達、紅外勻掃、紅外擺掃的多源告警設備的工作狀態捕獲跟蹤目標：當所述雷達發現目標，所述紅外勻掃和所述紅外擺掃至少其中一個未發現所述目標時，發現所述目標的設備將告警信息融合生成引導信息并發送給紅外跟蹤系統，引導未發現目標的設備對所述目標進行搜索；當所述雷達、紅外勻掃、紅外擺掃均發現目標時，融合所述雷達、紅外勻掃、紅外擺掃告警信息并生成引導信息引導紅外跟蹤系統搜索；當所述雷達未發現目標，所述紅外勻掃和紅外擺掃發現目標時，融合所述紅外勻掃和紅外擺掃發現的告警信息并引導所述紅外跟蹤系統跟蹤所述目標；

當所述雷達未發現目標，所述紅外勻掃或紅外擺掃發現目標時，判斷是否為異車引導，若為異車引導，則發現目標的設備將其告警信息和根據目標圖像估算的距離信息計算出目標位置并對所述紅外跟蹤系統進行引導，若非異車引導，則發現目標的設備將告警信息直接發送至所述紅外跟蹤系統并引導未發現目標的所述紅外勻掃或紅外擺掃搜索目標；當所述雷達、紅外勻掃、紅外擺掃均未發現目標時，對空域進行分配，協調告警系統和紅外跟蹤系統協同進行目標搜索。

優選的，所述引導信息的生成包括：判斷所述告警信息中是否存在距離信息，若存在距離信息且未跟蹤目標時，則采用多點螺旋搜索方式進行引導，若存在距離信息且跟蹤成功，則保持原持有的引導方式；若不存在距離信息，則判斷是否為異車引導，若為異車引導且未跟蹤目標時，則采用距離預測和多點螺旋搜索方式進行引導，若為異車引導且跟蹤目標時，保持原引導方式；若不存在距離信息且不是異車引導，未跟蹤目標時，采用多點螺旋搜索方式進行引導，若不是異車引導且跟蹤目標成功，保持原有的引導方式。

優選的，所述根據目標圖像估算的距離信息計算目標位置包括：判斷告警信息中是否存在目標的圖像信息；若無目標信息且具備外推條件，通過外推條件獲取目標距離；本發明的外推條件是指外推距離條件，(外推距離也就是根據帶有時間信息的歷史航跡點，采用最小二乘法外推出當前時刻的目標位置信息若有目標圖像)，根據圖像信息計算目標的截面直徑r_t：

其中，R為目標距離，f為告警系統光學系統焦距，n_t為告警圖像上目標直徑所占像元數，r_p為告警探測器的像元尺寸，r_t為根據目標類型估計的目標截面直徑。

優選的，僅為所述雷達發現目標時，所述雷達向所述紅外跟蹤系統發送引導信息采用多點螺旋搜索方式。

優選的，所述多點螺旋搜索的引導信息計算公式為：