一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法，具體包括以下步驟：A1、首先利用采集設(shè)備對高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，本發(fā)明專利技術(shù)涉及目標(biāo)感知技術(shù)領(lǐng)域。該用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法，通過采集設(shè)備對高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并對數(shù)據(jù)預(yù)處理后進(jìn)行數(shù)據(jù)整合建立空間模型來識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置、角度變化，經(jīng)過學(xué)習(xí)優(yōu)化后，應(yīng)用于識(shí)別和采集的設(shè)備上，可以對高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別和采集，并依據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換測算高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置，并根據(jù)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新，并預(yù)測目標(biāo)的未來軌跡，同時(shí)方便于進(jìn)行設(shè)備對高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知和實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)操作，提高數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)率。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及目標(biāo)感知，具體為一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法。

技術(shù)介紹

1、根據(jù)專利文件，名稱為：一種視頻場景中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)感知的方法及系統(tǒng)(專利公開號(hào)為：cnl03020991a，專利公開日為：2013-04-03)，該方法包括：運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的捕捉：利用幀間差分法和背景差分法檢測圖像的前景像素，并將兩者檢測的結(jié)果融合，獲得包含運(yùn)動(dòng)目標(biāo)及其運(yùn)動(dòng)區(qū)域的前景圖；運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤：提取該前景圖中表示某一運(yùn)動(dòng)目標(biāo)位置的前景塊，并對該前景塊進(jìn)行跟蹤直至其離開視頻場景；運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信息的生成：根據(jù)該前景塊對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在視頻場景中的運(yùn)動(dòng)情況，生成包含該運(yùn)動(dòng)目標(biāo)屬性及運(yùn)動(dòng)情況的摘要信息。

2、基于上述文件的表述，現(xiàn)有的高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的過程中速率和位置的變化較快，以至于航空相機(jī)在進(jìn)行感知或者拍攝時(shí)存在跟不上高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)變化的問題，且采集的成像數(shù)據(jù)亦存在不精準(zhǔn)、不清晰的問題，為此，本專利技術(shù)提供了一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供了一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法，解決了現(xiàn)有的高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的過程中速率和位置的變化較快，以至于航空相機(jī)在進(jìn)行感知或者拍攝時(shí)存在跟不上高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)變化的問題，且采集的成像數(shù)據(jù)亦存在不精準(zhǔn)、不清晰的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本專利技術(shù)通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法，具體包括以下步驟：

3、a1、首先利用采集設(shè)備對高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；</p>

4、a2、并基于采集的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)的控制終端，并完成對采集數(shù)據(jù)的處理操作，通過數(shù)據(jù)的整合建立空間模型來識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置、角度變化，依據(jù)變化來進(jìn)行采集設(shè)備角度和焦距的調(diào)整操作；

5、a3、依據(jù)模型進(jìn)行學(xué)習(xí)后，通過裝備有模型數(shù)據(jù)的航空相機(jī)對高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別和采集，并依據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換測算高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置，并根據(jù)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新。

6、優(yōu)選的，所述采集設(shè)備包括雷達(dá)、紅外探測器和激光雷達(dá)中一個(gè)或多個(gè)的組合，且將采集的距離、速度、方位數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)的控制終端中以便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理操作。

7、優(yōu)選的，所述a2中控制終端對于采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理操作為：

8、b1、首先對采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理操作，預(yù)處理為數(shù)據(jù)濾波和數(shù)據(jù)去噪；

9、b2、將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)值，依據(jù)數(shù)值的整合和篩選，將所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)并用于后續(xù)的模型構(gòu)建。

10、優(yōu)選的，所述a2中空間模型的建立方式為：

11、c1、依據(jù)采集設(shè)備的位置為原點(diǎn)，并以原點(diǎn)到高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)第一次被檢測到的位置為x軸方向，而與x軸在同一水平面上并呈90°設(shè)有y軸，同時(shí)位于數(shù)值方向上設(shè)有z軸；

12、c2、根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)第一次被檢測到的位置以及下一次高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)被檢測到的位置作出位置和角度的計(jì)算；

13、c3、根據(jù)計(jì)算的位置和角度完成對采集設(shè)備的瞬時(shí)調(diào)節(jié)操作，并經(jīng)過數(shù)據(jù)的多次訓(xùn)練形成高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的空間模型。

14、優(yōu)選的，所述c2中的高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)角度計(jì)算步驟為：

15、d1、將高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)第一次被檢測到的位置標(biāo)記為p(x1，0，z1)，而高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)第二次被檢測到的位置標(biāo)記為q(x2，y2，z2)；

16、d2、依據(jù)位置p和位置q的變化計(jì)算出高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在橫向和豎向上的角度變化操作；

17、d3、并根據(jù)橫向和豎向上的角度變化數(shù)據(jù)對采集設(shè)備的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)操作。

18、優(yōu)選的，所述d2中對于位置p和位置q在橫向角度變化的計(jì)算公式為：

19、

20、其中，tanθ(m)表示位置p到位置q在橫向角度的變化數(shù)值。

21、優(yōu)選的，所述d2中對于位置p和位置q在豎向角度變化的計(jì)算公式為：

22、

23、其中，tanθ(n)表示位置p到位置q在豎向角度的變化數(shù)值。

24、優(yōu)選的，所述a3利用多傳感器融合技術(shù)和航跡跟蹤算法，對目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)跟蹤，實(shí)時(shí)更新目標(biāo)的位置、速度等信息，并預(yù)測目標(biāo)的未來軌跡。

25、有益效果

26、本專利技術(shù)提供了一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比具備以下有益效果：

27、該用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法，通過采集設(shè)備對高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并對數(shù)據(jù)預(yù)處理后進(jìn)行數(shù)據(jù)整合建立空間模型來識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置、角度變化，經(jīng)過學(xué)習(xí)優(yōu)化后，應(yīng)用于識(shí)別和采集的設(shè)備上，可以對高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別和采集，并依據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換測算高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置，并根據(jù)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新，并預(yù)測目標(biāo)的未來軌跡，同時(shí)方便于進(jìn)行設(shè)備對高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知和實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)操作，提高數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)率。

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【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

1.一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法，其特征在于：所述采集設(shè)備包括雷達(dá)、紅外探測器和激光雷達(dá)中一個(gè)或多個(gè)的組合，且將采集的距離、速度、方位數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)的控制終端中以便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理操作。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法，其特征在于：所述A2中控制終端對于采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理操作為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法，其特征在于：所述A2中空間模型的建立方式為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法，其特征在于：所述C2中的高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)角度計(jì)算步驟為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法，其特征在于：所述D2中對于位置P和位置Q在橫向角度變化的計(jì)算公式為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法，其特征在于：所述D2中對于位置P和位置Q在豎向角度變化的計(jì)算公式為：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法，其特征在于：所述A3利用多傳感器融合技術(shù)和航跡跟蹤算法，對目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)跟蹤，實(shí)時(shí)更新目標(biāo)的位置、速度等信息，并預(yù)測目標(biāo)的未來軌跡。

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【技術(shù)特征摘要】

1.一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法，其特征在于：所述采集設(shè)備包括雷達(dá)、紅外探測器和激光雷達(dá)中一個(gè)或多個(gè)的組合，且將采集的距離、速度、方位數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)的控制終端中以便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理操作。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法，其特征在于：所述a2中控制終端對于采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理操作為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于航空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知方法，其特征在于：所述a2中空間模型的建立方式為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王鋒，葉昊，張博學(xué)，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：