一種基于光學(xué)成像與模式識別的天線主波束指向探測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于光學(xué)成像與模式識別的天線主波束指向探測方法，包括如下步驟：步驟1：大視場可見光相機對目標(biāo)成像，捕獲、識別并跟蹤目標(biāo)；步驟2：大視場可見光相機引導(dǎo)小視場可見光相機對準(zhǔn)目標(biāo)，進行高分辨率成像；步驟3：利用隨機橢圓檢測的方法確定目標(biāo)天線區(qū)域；步驟4：利用空間圓法向量確定的方法確定目標(biāo)天線的主波束指向。本發(fā)明解決了空間目標(biāo)天線主波束指向探測問題，通過小視場可見光相機對目標(biāo)天線進行高分辨率探測，利用模式識別技術(shù)檢測目標(biāo)天線區(qū)域并確定目標(biāo)天線主波束指向，從而為導(dǎo)航制導(dǎo)與控制系統(tǒng)提供引導(dǎo)。
【專利說明】[0001] 一種基于光學(xué)成像與模式識別的天線主波束指向探測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種天線主波束指向探測方法，尤其是空間非合作目標(biāo)探測使用的一 種基于光學(xué)成像與模式識別的天線主波束指向探測方法。

【背景技術(shù)】
[0003] 對目標(biāo)飛行器接收天線波束指向的探測，對空間攻防系統(tǒng)具有重要意義，只有對 目標(biāo)飛行器接收天線的波束指向進行探測和定位，才能為導(dǎo)航制導(dǎo)與控制系統(tǒng)提供有效的 引導(dǎo)信息，從而對目標(biāo)實施特定操作。
[0004] 對空間探測來說，主動探測載荷有微波雷達和激光雷達/成像雷達，被動探測載 荷有紅外相機和可見光相機。相對主動探測手段來說，被動探測手段具有較強的隱蔽性，具 有不易被對方發(fā)現(xiàn)的優(yōu)點。同時，一般來說可見光成像探測載荷的成像分辨率比紅外成像 探測載荷的分辨率要高，因此，可以獲得目標(biāo)特定部位的詳細信息。
[0005] 空間目標(biāo)的天線一般為拋物面天線或圓形平板天線，其成像為圓或橢圓特征，可 以利用橢圓基元特征提取方法進行天線的檢測。檢測到目標(biāo)天線之后，可以利用模式識別 技術(shù)確定圓的空間姿態(tài)，從而獲得目標(biāo)天線主波束的指向。
[0006] 對于正饋方式天線，空間圓的法向量即對應(yīng)天線主波束指向，對于偏饋方式天線， 只要獲知主波束指向與空間圓法向量之間的關(guān)系即可獲得目標(biāo)天線主波束的指向。
[0007] 空間圓成像模型 如圖1所示，令世界坐標(biāo)系&-AVr的原點位于圓心位置，其Z軸與空間圓所在平面的法向平行。世界坐標(biāo)系不/力與相機坐標(biāo)系的變換關(guān)系 如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于光學(xué)成像與模式識別的天線主波束指向探測方法，其特征在于，該方法包 括如下步驟： 步驟1 :大視場可見光相機對目標(biāo)成像，捕獲、識別并跟蹤目標(biāo)； 步驟2 :大視場可見光相機引導(dǎo)小視場可見光相機對準(zhǔn)目標(biāo)，進行高分辨率成像； 步驟3 :利用隨機橢圓檢測的方法確定目標(biāo)天線區(qū)域； 步驟4 :利用空間圓法向量確定的方法確定目標(biāo)天線的主波束指向。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)成像與模式識別的天線主波束指向探測方法，其特征 在于，所述步驟2中小視場相機對目標(biāo)進行高分辨率成像、所述步驟4中利用空間圓法向量 確定的方法確定目標(biāo)天線的主波束指向利用可見光被動成像探測方式和模式識別處理方 法確定空間目標(biāo)天線的主波束指向。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)成像與模式識別的天線主波束指向探測方法，其特征 在于，所述步驟4的數(shù)學(xué)模型描述如下：
其中，s為一比例因子； 由上述方程可知，空間圓的投影方程中隱含了空間圓的姿態(tài)參數(shù)，包括圓心的位置t及空間圓所在平面的法向量r3;給定空間圓的透視投影圖像，矩陣M可通過橢圓擬合得到， 即確定目標(biāo)天線的主波束指向。
【文檔編號】G01C1/00GK104236518SQ201310221814
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月6日
【發(fā)明者】魏祥泉, 黃建明, 陳鳳, 劉玉, 王盈, 曾占魁 申請人:上海宇航系統(tǒng)工程研究所