[發(fā)明專利]海上動(dòng)態(tài)目標(biāo)定位系統(tǒng)及其定位方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111125839.4
• 申請(qǐng)日: 2021-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113936061A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余毅;郭鑫;張濤;李銘揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): G06T7/73
• 分類號(hào): G06T7/73;G06T7/00;G01C11/00;G01C11/08
• 代理公司: 長(zhǎng)春中科長(zhǎng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 22218
• 代理人: 高一明;郭婷

本發(fā)明提供一種海上動(dòng)態(tài)目標(biāo)定位系統(tǒng)及其定位方法，其中海上動(dòng)態(tài)目標(biāo)定位系統(tǒng)包括：總控單元、數(shù)據(jù)處理單元、定位單元、合作目標(biāo)、第一攝像機(jī)、第二攝像機(jī)；本發(fā)明利用海天線傾斜角修正海面搖擺誤差，解決了由于海面上目標(biāo)位置測(cè)量平臺(tái)存在搖擺造成結(jié)果誤差較大的技術(shù)問(wèn)題；本發(fā)明還提出相對(duì)測(cè)量法，并通過(guò)與圖像判讀技術(shù)相結(jié)合來(lái)對(duì)海上動(dòng)態(tài)目標(biāo)位置進(jìn)行定位，提高了海上動(dòng)態(tài)目標(biāo)位置的測(cè)量精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海上測(cè)量領(lǐng)域，特別涉及一種海上動(dòng)態(tài)目標(biāo)定位系統(tǒng)及其定位方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，海洋事業(yè)已經(jīng)從原來(lái)的海上交通運(yùn)輸拓展到了海洋資源調(diào)查、海洋工程建設(shè)、海洋科學(xué)研究以及海上軍事等領(lǐng)域。這些領(lǐng)域的研究，均需要對(duì)海上目標(biāo)進(jìn)行高精度定位，然而，海上測(cè)量由于海面存在較大的搖擺，難以獲取到高精度測(cè)量結(jié)果，因此，如何提高海上目標(biāo)定位精度成為海上探測(cè)領(lǐng)域要研究的首要問(wèn)題。

目前常用的無(wú)線電定位法，由于海上存在反射和折射，容易產(chǎn)生雜波干擾，同時(shí)海面測(cè)量平臺(tái)搖擺不定，所以測(cè)量結(jié)果往往不盡人意，若想提高精度，則需要更多設(shè)備輔助，以消除影響，但這樣做會(huì)大大增加研究成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出了一種海上動(dòng)態(tài)目標(biāo)定位系統(tǒng)及其定位方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下具體技術(shù)方案：

本發(fā)明提出的海上動(dòng)態(tài)目標(biāo)定位系統(tǒng)，包括：總控單元、數(shù)據(jù)處理單元、定位單元、合作目標(biāo)、第一攝像機(jī)、第二攝像機(jī)；

第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)用于拍攝待測(cè)目標(biāo)和合作目標(biāo)的圖像，分別得到同時(shí)包含合作目標(biāo)和待測(cè)目標(biāo)的第一圖像和第二圖像；

總控單元用于控制合作目標(biāo)、第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)配合工作；

定位單元用于獲取合作目標(biāo)、第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)的大地直角坐標(biāo)；

合作目標(biāo)用于和待測(cè)目標(biāo)對(duì)比測(cè)量；

數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)處理第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)采集的圖像數(shù)據(jù)以及定位單元采集的大地直角坐標(biāo)得到待測(cè)目標(biāo)的位置坐標(biāo)；

數(shù)據(jù)處理單元包括：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊、第一計(jì)算模塊、修正模塊、第二計(jì)算模塊；

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊用于分別將定位單元獲取的第一攝像機(jī)、第二攝像機(jī)和合作目標(biāo)的大地直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成地心直角坐標(biāo)；第一計(jì)算模塊用于計(jì)算出合作目標(biāo)分別相對(duì)于第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)的方位角和俯仰角；修正模塊用于計(jì)算海天線傾斜角并修正因海面搖擺產(chǎn)生的誤差；第二計(jì)算模塊用于計(jì)算出待測(cè)目標(biāo)的位置坐標(biāo)。

優(yōu)選地，第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)均具備自動(dòng)跟蹤功能，且具有用于保持第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)同步拍攝的同步接口；

當(dāng)?shù)谝粩z像機(jī)和第二攝像機(jī)同步拍攝時(shí)，第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)的拍攝焦距相同；第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)分別安裝在兩個(gè)測(cè)量船上。

優(yōu)選地，合作目標(biāo)安裝在合作目標(biāo)船上。

優(yōu)選地，合作目標(biāo)包括：無(wú)線通信組件、控制組件和燈組；無(wú)線通信組件用于接收總控單元的控制信號(hào)，并傳輸至控制組件；控制組件用于控制燈組的工作狀態(tài)；燈組作為合作目標(biāo)船在圖像中的定位標(biāo)志。

優(yōu)選地，定位單元包括基準(zhǔn)站和至少三臺(tái)差分站；基準(zhǔn)站作為位置基準(zhǔn)點(diǎn)安裝于任一固定位置處；至少三臺(tái)差分站分別安裝在兩個(gè)測(cè)量船以及合作目標(biāo)船上；差分站用于實(shí)時(shí)獲取第一攝像機(jī)、第二攝像機(jī)和合作目標(biāo)的大地直角坐標(biāo)。

優(yōu)選地，總控單元包括用于傳輸操控指令的無(wú)線通訊組件；總控單元通過(guò)無(wú)線通訊組件的操控指令控制合作目標(biāo)、第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)配合工作。

本發(fā)明提出的海上動(dòng)態(tài)目標(biāo)定位方法，包括以下步驟：