[發明專利]一種基于地理信息空間庫的機場目標檢測方法

有效

• 申請號: 201310485693.3
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103488801A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 付長軍;文義紅;于君娜;楊凱
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;G06K9/46
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

技術領域

本發明涉及無人機計算機視覺中目標檢測技術領域。確切地說，本發明涉及一種結合地理信息空間提供的先驗知識，由無人機遙感圖像中部分機場區域實現機場目標檢測的方法。

背景技術

以無人機為平臺，通過機載目標識別傳感器和基于無線電作戰目標識別(RBCI)系統，采用協同與非協同識別相結合的技術體制，能夠實現戰場參戰單元的目標探測與識別，目標探測與識別是支持武器系統超視距作戰、輔助精確打擊的一個重要手段，是信息化作戰的前提，同時也是無人機對抗的前提。

隨著硬件性能的提升和圖像處理算法的發展，國內外對無人機視覺系統的研究已成為無人機領域的熱點。國內研究人員主要是研究標志物的檢測并運用在無人機自動著陸和導航方面，研究采用的是目標特征匹配或者統計模式識別方法。比如幾何、顏色特征匹配。Hu不變矩，Haar特征分類器等。而國外的研究側重于對戰場目標的偵察與跟蹤定位，本文主要工作也是研究這種偵察目標的定位問題。在這類問題中，由于目標沒有統一的模板特征，所以較難使用上述對標志物檢測的方法來跟蹤定位目標，尤其是對于機場這類大型的目標，在無人機飛行過程中往往只能觀測到機場的一部分，傳統基于線檢測的算法會失效，為此我們采用了一種基于地理空間信息庫的目標檢測定位技術。

發明內容

鑒于背景技術中的不足之處，本發明的主要目的在于通過充分利用目前日益豐富的衛星遙感資源和地理信息資源，能夠在高準確率低誤檢率的要求下實現快速地檢測出無人機遙感圖像中的部分機場，降低遙感圖像質量的影響。為此而提供一種基于地理信息空間的機場目標檢測方法，以解決現有技術中部分機場目標檢出率低、誤檢率高、實時性差、易受遙感圖像質量影響的問題。

為達到上述目的，本發明提供一種基于地理信息空間庫的機場目標檢測方法，其特征在于：該方法分為線上和線下兩個處理過程；在線下，根據衛星遙感影像和地理信息，構建機場目標的地理信息空間；在線上，結合地理信息空間中機場目標的特征信息，實現無人機遙感圖像中機場目標的檢測與定位，該方法的實現步驟如下：

步驟S1：結合機場目標的衛星遙感影像和地理位置，建立地理信息空間庫;

步驟S2：根據無人機的位置信息和無人機遙感影像的校正精度從地理信息空間庫中提取出與無人機位置相對應的機場屬性信息，利用地理信息空間庫中疑似機場的方向信息，通過線積分的方法提取出無人機遙感圖像上的特征線信息；

步驟S3：將無人機遙感圖像上的特征線信息與地理信息空間庫中疑似機場特征線的屬性信息進行綜合評判，確定無人機遙感影像上的線特征的位置是否為與無人機位置相對應的機場所在位置；

步驟S4：根據地理信息空間庫中機場目標的屬性信息和特征線的位置信息生成初始的部分機場輪廓，從而實現無人機遙感影像中機場目標的實時檢測。

其中，步驟S1中建立地理信息空間庫的方法是，首先利用人機交互的方式選擇特征線方向，然后利用線積分的方法提取機場目標包含的特征線，最后利用特征線屬性信息與地理信息構建地理信息空間庫。

其中，步驟S2中通過線積分的方法提取出無人機遙感圖像上的特征線的具體步驟是：

步驟21：根據無人機遙感影像的地理坐標在地理信息空間庫中搜尋疑似機場目標；

步驟22：利用一階微分算子計算無人機遙感圖像垂直梯度和水平方向梯度；

步驟23：通過判斷無人機遙感圖像的梯度是否在垂直于機場方向上達到最大來判斷無人機遙感圖像上的特征線疑似點；

步驟24：通過線積分的方法，統計可能機場方向上特征線疑似點的個數來提取無人機遙感影像上的特征線。

其中，步驟S3中確定無人機遙感影像上的線特征的位置是否為與無人機位置相對應的機場所在位置的方法是：通過綜合比對無人機遙感影像中特征線與地理信息空間中機場目標的特征線屬性信息來判定。

其中，步驟S4中所述生成初始的部分機場輪廓的方法是：綜合利用地理信息空間中機場目標的屬性以及遙感影像中提取的特征線來勾畫出機場的確切位置。

本發明的有益效果：

本發明區別于其他現有技術，本發明提出了一種利用衛星遙感資源和地理信息資源來對無人機遙感圖像中機場目標進行檢測的技術，通過充分利用遙感衛星和地理信息系統提供的先驗知識來解決部分機場特征點少難以檢測的問題。與以往方法相比，本發明提出的方法在準確度上進一步提高了無人機遙感圖像中機場目標的檢出率，同時降低了算法的誤檢率和計算復雜度底，并且更不易受遙感影像品質的影響。

附圖說明

圖1是本發明實施例的工作流程圖。

具體實施方式