机载红外平台下空中目标三维运动估计方法

作     者：黄静颖 马玉莹 乔志平 黄成章 HUANG Jingying;MA Yuying;QIAO Zhiping;HUANG Chengzhang

作者机构：华北光电技术研究所北京100015 

出 版 物：《红外技术》 (Infrared Technology)

年 卷 期：2025年第47卷第1期

页      面：97-107页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主　　题：激光预测 目标跟踪 目标运动估计 

摘      要：空中目标运动状态的自由度更高,目标的运动状态更难获知。现有的方法聚焦于二维空间(方位、俯仰)相对运动轨迹估算,忽略了侦查平台自身姿态变化对目标运动轨迹估算的干扰,难以直接应用于机载红外平台应用。针对该问题,本文提出一种机载红外平台下空中目标三维运动估计方法,测算目标在北西天坐标系下各向的运动状态。为提升目标位置估算的精度,本方法引入了目标距离信息,及侦查平台的自身姿态信息,提升红外目标运动状态估计的抗干扰性。本文方法首先采用基于TLD和卡尔曼滤波的目标跟踪模块,采用先检测后跟踪的策略,同时采用卡尔曼滤波缓解目标质心抖动对目标位置估算精度的影响;其次提出长短时策略距离预测模块,用于预测补充激光测距器未获取到的目标距离信息;最后通过基于先验信息的空中目标运动估计模块,获取目标在北西天坐标系下各向的运动状态,实现对空中目标三维运动信息估计。在已知空中目标三维运动信息条件下,通过本文方法可以反向解算目标在当前侦查系统的二维空间信息。实验结果表明,本方法目标距离预测结果误差小于50 m,参考坐标系下北西天各向速度误差小于25 m/s,当侦查系统姿态角发生变化时,本文方法对目标跟踪的稳定性优于卡尔曼滤波。