湖南华南光电(集团)有限责任公司周伟获国家专利权
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龙图腾网获悉湖南华南光电(集团)有限责任公司申请的专利融合帧间位姿信息的全捷联激光导引头目标跟踪方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115082525B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210804727.X,技术领域涉及:G06T7/246;该发明授权融合帧间位姿信息的全捷联激光导引头目标跟踪方法是由周伟;卢鑫;康明涛;陆叶;李路;颜有翔;蔡俊杰;李显彦;王乾明;陈赞;周波;王建梅设计研发完成,并于2022-07-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本融合帧间位姿信息的全捷联激光导引头目标跟踪方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种融合帧间位姿信息的全捷联激光导引头目标跟踪方法,即在目标非线性机动出视场、遮挡、短时激光照射信号消失和盲区的条件下,融合帧间位姿信息,估算全捷联激光导引头角度信息,从而实现全捷联激光导引头目标跟踪。本发明能在目标非线性机动出视场、遮挡、短时激光照射信号消失和盲区等条件下进行目标跟踪,并准确给出目标角度信息;具有计算量小和抗干扰能力强的特点,可有效降低全捷联激光导引头使用激光照射器照射的保障要求,可提高目标跟踪鲁棒性,为实现目标精确打击提供支撑。
本发明授权融合帧间位姿信息的全捷联激光导引头目标跟踪方法在权利要求书中公布了:1.融合帧间位姿信息的全捷联激光导引头目标跟踪方法,其特征在于,在目标非线性机动出视场、遮挡、短时激光照射信号消失和盲区的条件下,通过融合帧间位姿信息,估算全捷联激光导引头角度信息,从而实现全捷联激光导引头目标跟踪,具体的实施步骤如下: 1建立融合帧间位姿信息的角度估算模型,所述角度估算模型包括位置变换模型和姿态变换模型; 2利用激光探测器信号解算角度信息,并融合位姿信息的全捷联激光导引头目标跟踪; 步骤1中所述融合帧间位姿信息的角度估算模型的建立,涉及到的坐标系包括: 地心坐标系Oe-XeYeZe,以地球的质心Oe为原点建立的空间直角坐标系;OeXe轴在赤道面内指向某时刻t0的起始子午线,OeZe轴垂直赤道平面,指向北极;OeYe轴按右手法则确定; 地理坐标系On-XnYnZn,按北天东定义的导航坐标系,坐标系原点为弹体质心On,OnYn在地理坐标系参考椭球的贯穿点处与该椭球的法向共线,OnYn与OnXn轴垂直,位于子午面上并指向北方,OnZn轴按右手法则确定; 弹体坐标系Ob-XbYbZb,以弹体的质心Ob为原点建立的空间直角坐标系;ObXb轴为弹体中心轴,方向指向弹体头部,ObYb轴位于弹体主对称面内,垂直ObXb,向上为正,ObZb轴垂直主对称面,按右手法则确定; 探测器坐标系原点位于四个象限电压和差值为0的交点,Od-θ轴与轴分别平行探测器平面,Od-θ为高低角,向上为正;为方位角,向右为正; 若空间目标点E′t的位置坐标为λt,Lt,ht,t0时刻弹体的位置E′0为λ0,L0,h0,四元数姿态为q0=[q00,q10,q20,q30],t1时刻弹体的位置E′1为λ1,L1,h1,四元数姿态为q1=[q01,q11,q21,q31]; 相邻帧之间或者较短时间内,假定地理系是相同的,融合位姿信息的角度估算模型包括位置变换模型和姿态变换模型; 位置变换模型,首先计算t0时刻位置和目标位置地心系下的坐标: 式中,ae,be为地球椭球半径;Rwt为t0时刻位置卯酉圈曲率半径;RN为t0时刻位置子午圈曲率半径;Rwt1为目标位置卯酉圈曲率半径;RN1为目标位置子午圈曲率半径;λt,Lt,ht为目标位置的经纬高数据; 两者相减得到相对位置矢量ΔE0: ΔE0=E0-Et7 则欧式距离可表示为: DisE0,Et=normΔE0,28 同理可得到t1时刻相对位置矢量ΔE1: ΔE1=E1-Et9 则欧式距离可表示为: DisE1,Et=normΔE1,210 再将位置变换相对矢量ΔE1-ΔE0按照,地心系→地理系→弹体系→探测器坐标系进行坐标转换,根据针孔模型以及地心系到探测器坐标系之间的坐标变换关系,就可以得到目标从t0时刻到t1时刻位置变化引起的角度变化模型: 其中为t1时刻地心系到地理系的余弦矩阵,为t1时刻地理系到弹体系的余弦矩阵; 姿态变换模型,从t0时刻探测器坐标系角度信息按照探测器坐标系→弹体系→地理系进行坐标转换,得到t1时刻目标在地理系下坐标为: 其中为t0时刻弹体系到地理系的转换矩阵,为t1时刻地理系到弹体系的转换矩阵,可通过式13计算得到; t1时刻待求目标角度再根据t1时刻弹体系下坐标成比例: 根据式16可求得: 结合位置变换模型和姿态变换模型,最终得到融合位姿信息的角度估算模型为:
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