一种用于ATP跟踪平台的双传感器预估测距方法及系统与流程

本申请涉及atp跟踪控制领域，尤其涉及一种用于atp跟踪平台的双传感器预估测距方法及系统。

背景技术：

1、随着现代无人机技术越来越成熟，在各个领域的应用也越来越广泛，因此对于无人机的监管任务也越来越繁重，其中atp跟踪平台是极其有效的无人机监管平台，其能精确捕获跟踪监管无人机，其跟踪距离由几百米到上十几千米不等，对于高精度的跟踪系统，一般采用两级跟踪系统，探测部分通常由一级可见光粗电视（ctv）及粗红外相机（itv）和二级精电视组成。

2、其中二级精电视的调焦通常由外挂平移台完成，通过测距仪反馈的距离信息与距离行程拟合公式完成调焦，因此通常需要加装测距仪。

3、但是，常规的测距仪除了硬件成本的提高以外，其测距频率较低，通常为1~10hz，当面对高机动目标时，其容易暴露距离空白期，导致图像目标模糊，且不能长时间开启，加之大功率测距仪具有一定的安全隐患，容易对人眼造成不可逆的损伤，而且其测距准确性极其依赖前期对轴以及跟踪精度，造成了生成效率低下以及伺服要求苛刻的问题。

4、因此如何有效地降低硬件成本且能准确高频率地刷新目标距离，从而进一步提高整个精电视的清晰度还有待进一步研究。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种用于atp跟踪平台的双传感器预估测距方法及系统，通过将粗电视与粗红外的脱靶量进行比较计算，然后预估出目标实际距离，以实现降低硬件成本且能准确高频率地刷新目标距离。

2、为实现上述目的，本申请提出一种用于atp跟踪平台的双传感器预估测距方法，包括以下步骤：

3、当atp跟踪平台首次通过雷达捕获跟踪目标时，分别在不同的第一距离和第二距离上，对粗电视脱靶量和粗红外脱靶量进行记录，获得包括第一粗电视脱靶量记录值和第一粗红外脱靶量记录值的第一脱靶量记录值，以及，包括第二粗电视脱靶量记录值和第二粗红外脱靶量记录值的第二脱靶量记录值；

4、由双传感器预估器根据第一脱靶量记录值和第二脱靶量记录值，进行预估角计算以对粗电视相机和粗红外相机之间的视场中心重叠位置进行校准；

5、基于获得预估角，当atp跟踪平台对跟踪目标进行稳定跟踪时，由双传感器预估器根据粗电视相机获取的实时粗电视脱靶量和粗红外相机获取的实时粗红外脱靶量进行距离预估并对预估结果进行逻辑判断与预测滤波处理，获得跟踪目标对应的实时距离。

6、进一步地，所述双传感器预估器包括距离计算单元和预测滤波单元；

7、所述距离计算单元用于根据所述实时粗电视脱靶量和实时粗红外脱靶量进行距离预估；

8、所述预测滤波单元用于对预估结果进行所述逻辑判断与预测滤波处理。

9、进一步地，进行预估角计算的方法，包括：

10、基于相似三角形定理，根据所述第一距离和对应第一粗电视脱靶量记录值与第一粗红外脱靶量记录值，以及，所述第二距离和对应的第二粗电视脱靶量记录值与第二粗红外脱靶量记录值，获得atp跟踪平台的当前预估角以确定所述粗电视相机与所述粗红外相机之间的视场中心偏差量。

11、进一步地，进行距离预估的方法，包括：

12、按照相似三角形原理，基于粗电视相机的焦距和像元尺寸、粗红外相机的焦距和像元尺寸以及实时粗电视脱靶量和实时粗红外脱靶量进行计算。

13、进一步地，所述实时距离与所述视场中心偏差量、所述实时粗电视脱靶量、所述实时粗红外脱靶量以及相应相机的焦距和像元尺寸满足由相似三角形定理确定的函数关系。

14、进一步地，对预估结果进行逻辑判断与预测滤波处理的方法，包括：

15、计算当前时刻的预估结果与上一时刻的历史距离值的差值；

16、当所述差值大于第一阈值时，采用预测值作为所述实时距离；

17、当所述差值小于第二阈值时，采用所述预估结果作为所述实时距离；

18、其中，所述第一阈值大于或等于所述第二阈值。

19、进一步地，所述预测值由一阶卡尔曼滤波器根据目标运动状态预测得到。

20、进一步地，所述跟踪目标为无人机，所述实时距离的刷新频率大于或等于100hz。

21、进一步地，通过预设的采集时间间隔，对粗电视脱靶量和粗红外脱靶量进行记录，以获得第一距离对应的第一脱靶量记录值和第二距离对应的第二脱靶量记录值。

22、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种用于atp跟踪平台的双传感器预估测距系统，包括；

23、脱靶量记录模块，用于当atp跟踪平台的首次通过雷达捕获跟踪目标时，分别在不同的第一距离和第二距离上，对粗电视脱靶量和粗红外脱靶量进行记录，获得包括第一粗电视脱靶量记录值和第一粗红外脱靶量记录值的第一脱靶量记录值，以及，包括第二粗电视脱靶量记录值和第二粗红外脱靶量记录值的第二脱靶量记录值；

24、双传感器预估器，用于根据第一脱靶量记录值和第二脱靶量记录值，进行预估角计算以对粗电视相机和粗红外相机之间的视场中心重叠位置进行校准；

25、以及，用于基于获得预估角，当atp跟踪平台对跟踪目标进行稳定跟踪时，根据粗电视相机获取的实时粗电视脱靶量和粗红外相机获取的实时粗红外脱靶量进行距离预估并对预估结果进行逻辑判断与预测滤波处理，获得跟踪目标对应的实时距离。

26、本申请提供的一种用于atp跟踪平台的双传感器预估测距方法及系统，其方法通过粗电视与粗红外双传感器的脱靶量比较计算，由双传感器预估器预估出目标实际距离，无需额外加装大功率测距仪，显著降低了硬件成本及安装生产成本，同时有效避免了测距仪带来的安全隐患；

27、由于图像帧率远高于测距仪频率，本发明的距离刷新率可达100hz及以上，远高于常规测距仪的1~10hz，有效消除了高机动目标的距离空白期，提高了精电视的成像清晰度；

28、此外，通过预测滤波处理，在图像识别失效或跟踪异常时仍能保持距离输出的连续性和准确性，降低了对前期对轴精度和伺服系统的苛刻要求。

1.一种用于atp跟踪平台的双传感器预估测距方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的用于atp跟踪平台的双传感器预估测距方法，其特征在于：

3.如权利要求1所述的用于atp跟踪平台的双传感器预估测距方法，其特征在于，进行预估角计算的方法，包括：

4.如权利要求3所述的用于atp跟踪平台的双传感器预估测距方法，其特征在于，进行距离预估的方法，包括：

5.如权利要求4所述的用于atp跟踪平台的双传感器预估测距方法，其特征在于：

6.如权利要求1所述的用于atp跟踪平台的双传感器预估测距方法，其特征在于，对预估结果进行逻辑判断与预测滤波处理的方法，包括：

7.如权利要求6所述的用于atp跟踪平台的双传感器预估测距方法，其特征在于：

8.如权利要求1所述的用于atp跟踪平台的双传感器预估测距方法，其特征在于：

9.如权利要求1所述的用于atp跟踪平台的双传感器预估测距方法，其特征在于：

10.一种用于atp跟踪平台的双传感器预估测距系统，其特征在于，包括；