本發(fā)明涉及一種光電跟蹤測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提高光電設(shè)備跟蹤距離的方法。

背景技術(shù)：
對(duì)光電跟蹤測(cè)量設(shè)備而言最重要的性能指標(biāo)應(yīng)為對(duì)目標(biāo)的捕獲與跟蹤能力，光電跟蹤測(cè)量設(shè)備可捕獲與跟蹤的最小目標(biāo)對(duì)比度越低，說(shuō)明光電跟蹤測(cè)量設(shè)備的跟蹤作用的距離就越遠(yuǎn)，其性能越優(yōu)良。提高光電設(shè)備的跟蹤能力，一直都是科研人員的工作目標(biāo)。光電設(shè)備跟蹤能力是以像面上成像目標(biāo)與背景的對(duì)比度來(lái)確定的，光電設(shè)備的接收器一般為CCD或CMOS，因此目標(biāo)與背景對(duì)比度的計(jì)算是以灰度值來(lái)計(jì)算的，計(jì)算公式為：其中：Cxf—像方目標(biāo)對(duì)比度Vm—目標(biāo)像的灰度值Vb—背景灰度值V—CCD灰度等級(jí)對(duì)特定的設(shè)備，CCD灰度等級(jí)是個(gè)定量，相當(dāng)于公式中的分母是一個(gè)常數(shù)，對(duì)比度僅取決于目標(biāo)與背景的灰度值之差，當(dāng)計(jì)算得到的對(duì)比度值大于等于規(guī)定的值時(shí)，光電設(shè)備跟蹤處于有效狀態(tài)，小于規(guī)定的值時(shí)，光電設(shè)備目標(biāo)跟蹤失效，即光電設(shè)備所跟蹤的目標(biāo)丟失。公式（1）是基本的原理公式，實(shí)際目標(biāo)是有一定大小的，跟蹤窗口（即波門(mén)）的面積也不同，對(duì)目標(biāo)大小與灰度的判定是按照規(guī)定的原則來(lái)進(jìn)行的，實(shí)際計(jì)算目標(biāo)對(duì)比度的過(guò)程是一個(gè)較復(fù)雜的過(guò)程，通過(guò)一個(gè)示意圖加以說(shuō)明。如圖1為目標(biāo)跟蹤狀態(tài)示意圖，設(shè)目標(biāo)像面積為S1，跟蹤窗口面積為S，背景面積為S-S1=S2，跟蹤窗口內(nèi)的平均灰度為定義灰度值高于的為目標(biāo)（其中k>1），共有n1個(gè)象元，跟蹤窗口共占n個(gè)象元，背景所占象元數(shù)為n-n1=n2目標(biāo)的平均灰度：背景的平均灰度：其中Vi為大于的灰度值，Vj為小于的灰度值。式（2）與（3）式代入公式（1），圖像處理器軟件算法中得到的像方目標(biāo)對(duì)比度為：當(dāng)Cxf低于規(guī)定的量值時(shí)，光電設(shè)備跟蹤失效；在Cxf等于規(guī)定的量值時(shí)，為光電設(shè)備跟蹤的臨界點(diǎn)，此時(shí)光電設(shè)備跟蹤能力非常不穩(wěn)定；在Cxf大于規(guī)定的量值時(shí)，為光電設(shè)備的穩(wěn)定跟蹤狀態(tài)。當(dāng)像方目標(biāo)對(duì)比度為跟蹤的臨界點(diǎn)時(shí)，對(duì)應(yīng)的物方目標(biāo)對(duì)比度：其中：Bm—物方實(shí)際目標(biāo)亮度，Bb—物方背景亮度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題，提供一種提高光電設(shè)備跟蹤距離的方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下：一種提高光電設(shè)備跟蹤距離的方法，包括以下步驟：在成像像面上的目標(biāo)附近增加一定的附加照度，使目標(biāo)像平均灰度值的增高大于背景像平均灰度值的增高；像方目標(biāo)對(duì)比度因增加了一定的附加照度而提高，從而提高了光電設(shè)備的跟蹤距離。在上述技術(shù)方案中，所述光電設(shè)備為光電跟蹤測(cè)量設(shè)備。本發(fā)明具有以下的有益效果：本發(fā)明的提高光電設(shè)備跟蹤距離的方法，在分析算法基礎(chǔ)上，通過(guò)主動(dòng)增加像面上的附加照度，對(duì)光電跟蹤測(cè)量設(shè)備的跟蹤目標(biāo)對(duì)比度產(chǎn)生的影響，通過(guò)在目標(biāo)亮于背景的條件下附加照度，來(lái)提高像面上跟蹤目標(biāo)的對(duì)比度，從而提高光電跟蹤測(cè)量設(shè)備的作用距離。附圖說(shuō)明下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1為跟蹤窗示意圖。圖2為成像像面上有附加照度，并且附加照度集中在目標(biāo)附近的示意圖。圖3和圖4為附加照度較低時(shí)目標(biāo)跟蹤的臨界狀態(tài)示意圖。其中，圖3為目標(biāo)跟蹤有效狀態(tài)示意圖，圖4為目標(biāo)跟蹤失效狀態(tài)示意圖。圖5和圖6為附加照度較高時(shí)目標(biāo)跟蹤的臨界狀態(tài)示意圖。其中，圖5為目標(biāo)跟蹤有效狀態(tài)示意圖，圖6為目標(biāo)跟蹤失效狀態(tài)示意圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明的發(fā)明思想為：光電跟蹤測(cè)量設(shè)備可捕獲與跟蹤的最小目標(biāo)對(duì)比度與光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)和圖像算法有關(guān)，在光學(xué)系統(tǒng)的焦距、相對(duì)口徑等光學(xué)參數(shù)確定的條件下，算法決定著光電設(shè)備最終的作用距離，關(guān)于目標(biāo)圖像處理及算法方面有大量的研究，在分析目前光電跟蹤設(shè)備使用的算法基礎(chǔ)上，結(jié)合日常光學(xué)檢驗(yàn)中遇到的各種現(xiàn)象，如雜散光分布狀況，通過(guò)分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，說(shuō)明光學(xué)系統(tǒng)雜散光在像面上引起的附加照度在某種特定的條件下可較大的提高光電設(shè)備的跟蹤能力這一現(xiàn)象，為今后進(jìn)一步研究通過(guò)主動(dòng)增加像面附加照度來(lái)提高光電設(shè)備跟蹤能力擴(kuò)展一個(gè)新的思路。附加光照度指非成像光束到達(dá)CCD接收器所形成的光照度，光學(xué)系統(tǒng)雜散光在像面上形成照度的即是附加光照度，目視觀察時(shí)附加光照度降低了目標(biāo)與背景的對(duì)比度，但在某種特殊的情況下卻可提高光電設(shè)備的跟蹤能力。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做以詳細(xì)說(shuō)明。當(dāng)成像像面上有附加照度，并且附加照度集中在目標(biāo)附近，如圖2中虛線所示的區(qū)域所示。相當(dāng)于在像面上目標(biāo)像所占象元全部附加了一定的灰度值，而背景中只有部分象元附加了一定的灰度，使目標(biāo)像平均灰度值的增高大于背景像平均灰度值的增高，從而使（4）式中的分子的值增大，Cxf增大，而對(duì)應(yīng)的物方目標(biāo)對(duì)比度不受像面附加照度的影響，Cwf沒(méi)有變化，由于跟蹤是否有效是以Cxf低于某個(gè)量值為判定依據(jù)的，像方目標(biāo)對(duì)比度Cxf因增加了一定的附加照度而提高，也就說(shuō)在沒(méi)有附加照度時(shí)光電設(shè)備處于臨界跟蹤狀態(tài)，在此狀態(tài)下通過(guò)增加附加照度使光電設(shè)備達(dá)到穩(wěn)定的跟蹤狀態(tài)，而這兩種狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的物方目標(biāo)對(duì)比度Cwf是相同的，當(dāng)有附加照度時(shí)，像方目標(biāo)對(duì)比度Cxf再次降低到規(guī)定值，光電設(shè)備再次處于臨界跟蹤狀態(tài)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的物方目標(biāo)對(duì)比度Cwf明顯下降，顯然附加照度提高了光電設(shè)備的跟蹤能力。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述的推導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)裝置采用由大、小兩個(gè)積分球組成，大積分球模擬背景光，小積分球模擬目標(biāo)源。兩個(gè)積分球有各自的照明光源，通過(guò)調(diào)整光闌分別控制兩個(gè)積分球的亮度，形成目標(biāo)與背景的對(duì)比度。在大積分球上安裝準(zhǔn)直物鏡和目標(biāo)板，目標(biāo)板放在準(zhǔn)直物鏡的焦面上，并由小積分球來(lái)照明，形成一個(gè)無(wú)窮遠(yuǎn)的亮度可調(diào)的無(wú)窮遠(yuǎn)目標(biāo)，大積分球模擬的背景亮度也可連續(xù)的調(diào)整，從而可以得到一個(gè)任意背景亮度下的任意對(duì)比度的目標(biāo)。用NIKON鏡頭、CCD相機(jī)及跟蹤器組合，模擬被測(cè)的光電跟蹤設(shè)備，通過(guò)改變鏡頭光闌大小可以模擬出中心視場(chǎng)的不同附加照度，本次實(shí)驗(yàn)鏡頭的焦距為250mm，光圈F8和F11，光圈F8時(shí)附加照度相對(duì)F11時(shí)暗。在這兩種附加照度下，調(diào)節(jié)積分球的亮度，使目標(biāo)處于臨界跟蹤狀態(tài)，圖3-6為跟蹤臨界點(diǎn)的實(shí)時(shí)錄像截圖，測(cè)量?jī)煞N跟蹤臨界點(diǎn)情況下物方的目標(biāo)對(duì)比度，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1。很明顯附加照度高時(shí)的物方目標(biāo)對(duì)比度低，說(shuō)明附加照度可以提高光電設(shè)備跟蹤能力。表1：兩種跟蹤狀態(tài)下物方目標(biāo)對(duì)比度測(cè)量方法同樣的道理，當(dāng)跟蹤的目標(biāo)暗于背景時(shí)，在背景處增加附加照度也可提高光電設(shè)備跟蹤能力。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。