| 主权项 |
1.一种用于跟踪目标的被动式测距/跟踪方法,包含以下步骤:(a)产生至少第一和第二组相对于载体的方向测量,来自至少第一和第二组被动传感器组,分别通过至少第一和第二组跟踪控制装置,其中所述两个被动传感器安装于所述载体,并且每一个所述被动传感器由所述对应的跟踪控制装置控制,以保持指向所述目标;(b)产生所述载体的导航数据,包括位置,速度,和姿态数据,利用机上导航系统;(c)计算所述目标的相对于所述载体的目标测距向量测量,利用所述两组方向测量;并且(d)提取所述目标三维位置和速度信息,在当前时段上,利用所述目标向量测量者。2.如申请专利范围第1项所述之被动式测距/跟踪方法,其中,每一个所述被动传感器接收所述目标发出的能量或信号,产生所述目标的所述第一和第二组方向测量,其分别为所述目标的高度和方位角者。3.如申请专利范围第2项所述之被动式测距/跟踪方法,其中所述测距向量测量包含所述目标的相对于所述载体的方向和距离信息者。4.如申请专利范围第1项所述之被动式测距/跟踪方法,其中每一个所述跟踪控制装置包含一个两自由度观察平台,其中每一个所述被动传感器安装于所述两自由度观察平台,以便隔离所述载体的机动运动,保持跟踪所述目标者。5.如申请专利范围第4项所述之被动式测距/跟踪方法,其中每一个所述跟踪控制装置包含一个编码器,安装于两个支架轴,输出所述被动传感器相对于所述载体机体系的精确的角位置者。6.如申请专利范围第3项所述之被动式测距/跟踪方法,其中每一个所述跟踪控制装置包含一个两自由度观察平台,其中每一个所述被动传感器安装于所述两自由度观察平台,以便隔离所述载体的机动运动,保持跟踪所述目标者。7.如申请专利范围第6项所述之被动式测距/跟踪方法,其中每一个所述跟踪控制装置包含一个编码器,安装于两个支架轴,输出所述被动传感器相对于所述载体机体系的精确的角位置者。8.如申请专利范围第1项或第3项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(a)进一步包含如下步骤:(a.1)产生相对于所述载体的第一组所述目标方向测量,利用所述第一被动传感器,通过所述第一跟踪控制装置;并且(a.2)产生相对于所述载体的第二组所述目标方向测量,利用所述第二被动传感器,通过所述第二跟踪控制装置者。9.如申请专利范围第8项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(c)进一步包含如下步骤:(c.1)形成假设的第一目标-传感器向量,表示所述目标和所述第一被动传感器之间的方向测量,表示在第一被动传感器坐标系,利用来自所述第一被动传感器的输出的所述目标的高度角和方位角测量,和所述目标与所述第一被动传感器之间的第一个未知距离;(c.2)形成假设的第二目标-传感器向量,表示所述目标和所述第二被动传感器之间的方向测量,表示在第二被动传感器坐标系,利用来自所述第二被动传感器的输出的所述目标的高度角和方位角测量,和所述目标与所述第二被动传感器之间的第二个未知距离;(c.3)转换所述假设的第一目标-传感器向量从所述第一被动传感器坐标系到所述载体导航坐标系,利用来自GPS/IMU整合导航系统的导航数据,其提供所述载体的位置和姿态信息;(c.4)转换所述假设的第二目标-传感器向量从所述第二被动传感器坐标系到所述载体导航坐标系,利用来自所述GPS/IMU整合导航系统的所述导航数据;(c.5)计算所述第一被动传感器位置向量,表示在当地导航坐标系中,利用在所述载体坐标系中的所述第一被动传感器位置信息,和来自所述GPS/IMU整合导航系统的所述导航数据;(c.6)计算所述第二被动传感器位置向量,表示在当地导航坐标系中,利用在所述载体坐标系中的所述第二被动传感器位置信息,和来自所述GPS/IMU整合导航系统的所述导航数据;(c.7)形成第一假设目标向量,表示在导航坐标系中,通过把所述第一目标-传感器向量和所述第一被动传感器位置向量相加;(c.8)形成第二假设目标向量,表示在导航坐标系中,通过把所述第二目标-传感器向量和所述第一被动传感器位置向量相加;(c.9)求得所述第一未知距离和所述第一未知距离,利用所述第一假设目标向量和所述第二假设目标向量;(c.10)形成所述第一目标向量,通过把所述第一未知距离插入所述第一假设目标向量;(c.11)形成所述第二目标向量,通过把所述第二未知距离插入所述第二假设目标向量;及(3.12)形成一个测距向量测量,利用所述第一目标向量和所述第二目标向量者。10.如申请专利范围第9项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(c.9)进一步包含如下步骤:(c.9.A1)形成一个向量方程,通过差分所述第一目标向量和所述第二目标向量;并且(c.9.A2)求得所述第一未知距离和所述第二未知距离,通过所述解向量方程,这样在所述载体机体坐标系中的所述第一被动传感器和所述目标,可在三维空间确定第一条直线,并且在所述载体机体坐标系中的所述第二被动传感器和所述目标,可在三维空间确定第二条直线,所以所述第一条直线和所述第二条直线的交点是所述测距目标的位置者。11.如申请专利范围第9项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(c.9)进一步包含如下步骤:(c.9.B1)为距离参数形成一个公式,其表示在所述第一目标向量和所述第二目标向量两点之间的距离,利用所述第一目标向量和所述第二目标向量;并且(c.9.B2)找到一组所述第一未知距离和所述第二未知距离,其使所述距离参数的値最小者。12.如申请专利范围第9项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(c.9)进一步包含如下步骤:(c.9.C1)通过把所述第一目标向量和所述第二目标向量相减,形成一个向量公式;并且(c.9.C2)通过利用最小二乘法解所述向量方程,找到一组所述第一未知距离和所述第二未知距离者。13.如申请专利范围第9项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(d)进一步包含一个步骤,在每一个时间段,滤波所述测距向量测量,在所述当前时间段上,用一个滤波器估计所述目标当前位置者。14.如申请专利范围第10项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(d)进一步包含一个步骤,在每一个时间段,滤波所述测距向量测量,在所述当前时间段上,用一个滤波器估计所述目标当前位置者。15.如申请专利范围第11项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(d)进一步包含一个步骤,在每一个时间段,滤波所述测距向量测量,在所述当前时间段上,用一个滤波器估计所述目标当前位置者。16.如申请专利范围第12项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(d)进一步包含一个步骤,在每一个时间段,滤波所述测距向量测量,在所述当前时间段上,用一个滤波器估计所述目标当前位置者。17.如申请专利范围第1项所述之被动式测距/跟踪方法,其中每一个所述被动传感器是被动图象传感器并且步骤(a)包含以下步骤:(a.1)在从至少两个所述被动图象传感器来的两个同步图象数据中,确定至少第一和第二特征区域,其中所述特征对表示同一所述目标;(a.2)在每一个所述同步图象中,计算每一个所述特征区域的重心;(a.3)利用所述重心,计算所述方向测量;18.如申请专利范围第17项所述之被动式测距/跟踪方法,其中在步骤(a.1)中,所述特征区域由一个特征匹配方法决定者。19.如申请专利范围第18项所述之被动式测距/跟踪方法,其中所述特征匹配方法是一种特征图匹配,其中特征图由结点和弧表示,其中每一个所述结点对应于一个导出的图象特征,弧表示所述结点之间的关系者。20.如申请专利范围第17项所述之被动式测距/跟踪方法,其中在步骤之前,进一步包含步骤,从所述被动图象传感器在两个图象中检测所述运动目标者。21.如申请专利范围第17项所述之被动式测距/跟踪方法,其中每一个所述被动图象传感器可是可见光或红外摄象机,其中所述被动图象传感器外部同步于GPS的精确定时信号,因此所述可见光或红外摄象机可以同时采集图象,并且所述同步图象中的数据直接相关。22.如申请专利范围第17项、或第20项、或第21项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(c)进一步包含如下步骤:(c.1)形成假设的第一目标-传感器向量,表示所述目标和所述第一被动传感器之间的方向测量,表示在第一被动传感器坐标系,利用来自所述第一被动传感器的输出的所述目标的高度角和方位角测量,和所述目标与所述第一被动传感器之间的第一个未知距离;(c.2)形成假设的第二目标-传感器向量,表示所述目标和所述第二被动传感器之间的方向测量,表示在第二被动传感器坐标系,利用来自所述第二被动传感器的输出的所述目标的高度角和方位角测量,和所述目标与所述第二被动传感器之间的第二个未知距离;(c.3)转换所述假设的第一目标-传感器向量从所述第一被动传感器坐标系到所述载体导航坐标系,利用来自GPS/IMU整合导航系统的导航数据,其提供所述载体的位置和姿态信息;(c.4)转换所述假设的第二目标-传感器向量从所述第二被动传感器坐标系到所述载体导航坐标系,利用来自所述GPS/IMU整合导航系统的所述导航数据;(c.5)计算所述第一被动传感器位置向量,表示在当地导航坐标系中,利用在所述载体坐标系中的所述第一被动传感器位置信息,和来自所述GPS/IMU整合导航系统的所述导航数据;(c.6)计算所述第二被动传感器位置向量,表示在当地导航坐标系中,利用在所述载体坐标系中的所述第二被动传感器位置信息,和来自所述GPS/IMU整合导航系统的所述导航数据;(c.7)形成第一假设目标向量,表示在导航坐标系中,通过把所述第一目标-传感器向量和所述第一被动传感器位置向量相加;(c.8)形成第二假设目标向量,表示在导航坐标系中,通过把所述第二目标-传感器向量和所述第一被动传感器位置向量相加;(c.9)求得所述第一未知距离和所述第一未知距离,利用所述第一假设目标向量和所述第二假设目标向量;(c.10)形成所述第一目标向量,通过把所述第一未知距离插入所述第一假设目标向量;(c.11)形成所述第二目标向量,通过把所述第二未知距离插入所述第二假设目标向量;(c.12)形成一个测距向量测量,利用所述第一目标向量和所述第二目标向量者。23.如申请专利范围第22项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(c.9)进一步包含如下步骤:(c.9.A1)形成一个向量方程,通过差分所述第一目标向量和所述第二目标向量;并且(c.9.A2)求得所述第一未知距离和所述第二未知距离,通过所述解向量方程,这样在所述载体机体坐标系中的所述第一被动传感器和所述目标,可在三维空间确定第一条直线,并且在所述载体机体坐标系中的所述第二被动传感器和所述目标,可在三维空间确定第二条直线,所以所述第一条直线和所述第二条直线的交点是所述测距目标的位置者。24.如申请专利范围第22项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(c.9)进一步包含如下步骤:(c.9.B1)为距离参数形成一个公式,其表示在所述第一目标向量和所述第二目标向量两点之间的距离,利用所述第一目标向量和所述第二目标向量;并且(c.9.B2)找到一组所述第一未知距离和所述第二未知距离,其使所述距离参数的値最小。25.如申请专利范围第22项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(c.9)进一步包含如下步骤:(c.9.C1)通过把所述第一目标向量和所述第二目标向量相减,形成一个向量公式;并且(c.9.C2)通过利用最小二乘法解所述向量方程,找到一组所述第一未知距离和所述第二未知距离者。26.如申请专利范围第22项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(d)进一步包含一个步骤,在每一个时间段,滤波所述测距向量测量,在所述当前时间段上,用一个滤波器估计所述目标当前位置者。27.如申请专利范围第23项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(d)进一步包含一个步骤,在每一个时间段,滤波所述测距向量测量,在所述当前时间段上,用一个滤波器估计所述目标当前位置者。28.如申请专利范围第24项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(d)进一步包含一个步骤,在每一个时间段,滤波所述测距向量测量,在所述当前时间段上,用一个滤波器估计所述目标当前位置者。29.一种用于跟踪目标的被动式测距/跟踪方法,包含以下步骤:(a)产生至少第一和第二组相对于至少第一和第二载体的方向测量,来自至少第一和第二组被动传感器组,分别通过至少第一和第二组跟踪控制装置,其中所述被动传感器分别安装于所述载体,并且每一个所述被动传感器由所述对应的跟踪控制装置控制,以保持指向所述目标;(b)产生所述第一和第二载体的导航数据,包括位置,速度,和姿态数据,利用所述第一和第二载体机上导航系统;(c)计算目标的相对于所述载体的目标测距向量测量,利用所述两组或更多的方向测量,其中所述第一和第二载体通过数据链相连;并且(d)提取所述目标三维位置和速度信息,在当前时段上,利用所述目标测距向量测量,表示在导航坐标系中者。30.如申请专利范围第29项所述之被动式测距/跟踪方法,其中每一个所述被动传感器接收所述目标发出的能量或信号,产生所述目标的所述第一和第二组方向测量,其分别为所述目标的高度和方位角者。31.如申请专利范围第30项所述之被动式测距/跟踪方法,其中所述测距向量测量包含所述目标的相对于所述载体的方向和距离信息者。32.如申请专利范围第29项所述之被动式测距/跟踪方法,其中每一个所述跟踪控制装置包含一个两自由度观察平台,其中每一个所述被动传感器安装于所述两自由度观察平台,以便隔离所述载体的机动运动,保持跟踪所述目标者。33.如申请专利范围第32项所述之被动式测距/跟踪方法,其中每一个所述跟踪控制装置包含一个编码器,安装于两个支架轴,输出所述被动传感器相对于所述载体机体系的精确的角位置者。34.如申请专利范围第31项所述之被动式测距/跟踪方法,其中每一个所述跟踪控制装置包含一个两自由度观察平台,其中每一个所述被动传感器安装于所述两自由度观察平台,以便隔离所述载体的机动运动,保持跟踪所述目标者。35.如申请专利范围第34项所述之被动式测距/跟踪方法,其中每一个所述跟踪控制装置包含一个编码器,安装于两个支架轴,输出所述被动传感器相对于所述载体机体系的精确的角位置者。36.如申请专利范围第29项、或第31项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(a)进一步包含如下步骤:(a.1)产生相对于所述载体的第一组所述目标方向测量,利用所述第一被动传感器,通过所述第一跟踪控制装置;并且(a.2)产生相对于所述载体的第二组所述目标方向测量,利用所述第二被动传感器,通过所述第二跟踪控制装置者。37.如申请专利范围第36项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(c)进一步包含如下步骤:(c.1)形成假设的第一目标-传感器向量,表示所述目标和所述第一被动传感器之间的方向测量,表示在第一被动传感器坐标系,利用来自所述第一被动传感器的输出的所述目标的高度角和方位角测量,和所述目标与所述第一被动传感器之间的第一个未知距离;(c.2)形成假设的第二目标-传感器向量,表示所述目标和所述第二被动传感器之间的方向测量,表示在第二被动传感器坐标系,利用来自所述第二被动传感器的输出的所述目标的高度角和方位角测量,和所述目标与所述第二被动传感器之间的第二个未知距离;(c.3)转换所述假设的第一目标-传感器向量从所述第一被动传感器坐标系到所述载体导航坐标系,利用来自GPS/IMU整合导航系统的导航数据,其提供所述载体的位置和姿态信息;(c.4)转换所述假设的第二目标-传感器向量从所述第二被动传感器坐标系到所述载体导航坐标系,利用来自所述GPS/IMU整合导航系统的所述导航数据;(c.5)计算所述第一被动传感器位置向量,表示在当地导航坐标系中,利用在所述载体坐标系中的所述第一被动传感器位置信息,和来自所述GPS/IMU整合导航系统的所述导航数据;(c.6)计算所述第二被动传感器位置向量,表示在当地导航坐标系中,利用在所述载体坐标系中的所述第二被动传感器位置信息,和来自所述GPS/IMU整合导航系统的所述导航数据;(c.7)形成第一假设目标向量,表示在导航坐标系中,通过把所述第一目标-传感器向量和所述第一被动传感器位置向量相加;(c.8)形成第二假设目标向量,表示在导航坐标系中,通过把所述第二目标-传感器向量和所述第一被动传感器位置向量相加;(c.9)求得所述第一未知距离和所述第一未知距离,利用所述第一假设目标向量和所述第二假设目标向量;(c.10)形成所述第一目标向量,通过把所述第一未知距离插入所述第一假设目标向量;(c.11)形成所述第二目标向量,通过把所述第二未知距离插入所述第二假设目标向量;(c.12)形成一个测距向量测量,利用所述第一目标向量和所述第二目标向量者。38.如申请专利范围第37项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(c.9)进一步包含如下步骤:(c.9.A1)形成一个向量方程,通过差分所述第一目标向量和所述第二目标向量;并且(c.9.A2)求得所述第一未知距离和所述第二未知距离,通过所述解向量方程,这样在所述载体机体坐标系中的所述第一被动传感器和所述目标,可在三维空间确定第一条直线,并且在所述载体机体坐标系中的所述第二被动传感器和所述目标,可在三维空间确定第二条直缘,所以所述第一条直线和所述第二条直线的交点是所述测距目标的位置者。39.如申请专利范围第37项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(c.9)进一步包含如下步骤:(c.9.B1)为距离参数形成一个公式,其表示在所述第一目标向量和所述第二目标向量两点之间的距离,利用所述第一目标向量和所述第二目标向量;并且(c.9.B2)找到一组所述第一未知距离和所述第二未知距离,其使所述距离参数的値最小者。40.如申请专利范围第37项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(c.9)进一步包含如下步骤:(c.9.C1)通过把所述第一目标向量和所述第二目标向量相减,形成一个向量公式;并且(c.9.C2)通过利用最小二乘法解所述向量方程,找到一组所述第一未知距离和所述第二未知距离者。41.如申请专利范围第37项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(d)进一步包含一个步骤,在每一个时间段,滤波所述测距向量测量,在所述当前时间段上,用一个滤波器估计所述目标当前位置者。42.如申请专利范围第38项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(d)进一步包含一个步骤,在每一个时间段,滤波所述测距向量测量,在所述当前时间段上,用一个滤波器估计所述目标当前位置者。43.如申请专利范围第39项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(d)进一步包含一个步骤,在每一个时间段,滤波所述测距向量测量,在所述当前时间段上,用一个滤波器估计所述目标当前位置者。44.如申请专利范围第40项所述之被动式测距/跟踪方法,其中步骤(d)进一步包含一个步骤,在每一个时间段,滤波所述测距向量测量,在所述当前时间段上,用一个滤波器估计所述目标当前位置者。45.如申请专利范围第37项所述之被动式测距/跟踪方法,其中每一个所述被动传感器是被动图象传感器并且步骤(a)包含以下步骤:(a.1)在从至少两个所述被动图象传感器来的两个同步图象数据中,确定至少第一和第二特征区域,其中所述特征对表示所述目标;(a.2)在每一个所述同步图象中,计算每一个所述特征区域的重心;并且(a.3)利用所述重心,计算所述方向测量者。46.如申请专利范围第45项所述之被动式测距/跟踪方法,其中在步骤(a.1)中,所述特征区域由一个特征匹配方法决定者。47.如申请专利范围第46项所述之被动式测距/跟踪方法,其中所述特征匹配方法是一种特征图匹,其中特征图由结点和弧表示,其中每一个所述结点对应于一个导出的图象特征,弧表示所述结点之间的关系者。48.如申请专利范围第45项所述之被动式测距/跟踪方法,其中在步骤之前,进一步包含步骤,从所述被动图象传感器在两个图象中检测所述运动目标者。49.如申请专利范围第45项所述之被动式测距/跟踪方法,其中每一个所述被动图象传感器可是可见光或红外摄象机,其中所述被动图象传感器外部同步于GPS的精确定时信号,因此所述可见光或红外摄像机可以同时采集图象,并且所述同步图象中的数据直接相关者。图式简单说明:第一图:系为一个方块图,描述根据本发明优选实现方案的被动测距跟踪方法。第二图:一个方块图,描述根据本发明优选实现方案的被动测距跟踪方法的步骤。第三图:描述了根据上述本发明优选实现方案的被动测距几何学。第四图:描述了根据上述本发明优选实现方案的被动跟踪坐标系。第五图:为一个方块图,描述根据本发明两个被动图象传感器的被动测距跟踪方法的步骤。第六图:描述了根据上述本发明优选实现方案的相关的图表示。第七图:描述了根据上述本发明优选实现方案的特征匹配算法。 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