光電跟蹤系統是激光打擊能夠穩定命中目標的前提條件,同時也具備跟蹤攝錄取證等功能。按照使用的探測器不同,可分為紅外跟蹤及可見光跟蹤兩類,按照跟蹤精度及執行機構的不同可分為粗跟蹤和精跟蹤兩級。
紅外(wai)探測器(qi)具有接收像元大(da)、靈敏度高(gao)、全天時工作等優點,但由(you)于其分辨率(lv)(lv)較(jiao)低(目(mu)前常用(yong)紅外(wai)探測器(qi)最大(da)分辨率(lv)(lv)為640x512),紅外(wai)跟蹤通(tong)常作為粗跟蹤使(shi)用(yong)。可(ke)見光探測器(qi)響(xiang)應速度快,分辨率(lv)(lv)高(gao),但必(bi)須在(zai)激(ji)光照明的輔助(zhu)下(xia)方(fang)可(ke)實(shi)(shi)現全天時工作,一般在(zai)紅外(wai)跟蹤的輔助(zhu)下(xia)實(shi)(shi)現對目(mu)標的精跟蹤。

粗跟蹤系統一般由二軸伺服轉臺、紅外熱像儀或電視、圖像處理器等部分組成,系統通過紅外熱像儀或電視獲取目標圖像,通常采用基于背景的自適應分割算法、小目標檢測算法等算法提取目標圖像特征信息,然后通過目標配準跟蹤算法等多算法融合處理獄取脫靶量信息,二軸伺服轉臺在伺服控制單元的控制下,按照該脫靶量信息執行隨動,從而實現對目標的粗跟蹤。
為滿足對目標進行強激光照射毀傷的要求,光電跟蹤系統必須高精度瞄準目標上的某一特征點,在強激光持續照射過程中,要始終保持這種瞄準精度,這對跟蹤提出了很高的要求。一般的跟蹤系統滿足不了這種高精度要求,需要采用復合軸跟蹤技術。
復合軸跟蹤技術的原理是在大動圍、低帶寬的主跟蹤軸上附加一個小范圍、高帶寬的從跟蹤軸,主軸從軸分別控制,協同工作,最終可買現大范圍、高精度的快速跟蹤。
復合軸跟蹤系統即是在粗跟蹤的前提下,通過高分辨率、小視場的可見光相機,提取高精度、高幀頻的脫靶量信息,利用快速反射鏡作為執行機構,同時對精跟蹤與激光發射光軸實現高速、高精度閉環控制調節。在復合軸伺服系統中,為了保證系統的穩定性,精跟蹤系統的諧振頻率一般是系統閉環帶寬的4~10倍,這意味著為了實現一個高帶寬的ATP系統,快速反射鏡的諧振頻率必須做到很高。為了獲得高的諧振頻率,主要應向兩個方向努力:一是盡可能使快速反射鏡輕、小,降低它的轉動慣量,同時采用高性能的驅動器,從而提高被控對象的諧振頻率;二是采用陷波器等補償技術,平抑被控對象的諧振峰,達到擴展被控對象諧振頻率的效果。快速反射鏡一般分為兩種結構:框架式和柔性軸支撐式。
光電跟蹤系統除作為激光打擊系統瞄準手段之外,同樣還具備攝錄取證功能,跟蹤鎖定后,可實時提供目標的飛行位置,目前,在多個核電廠的低空防衛系統中已初步獲得應用。在人員密集的大型活動中,光電跟蹤系統可對黑飛無人機實施跟蹤攝錄,并提供其飛行位置及降落位置,為公安機關快速抓捕飛手提供依據。