[發明專利]一種空中快速響應動態監測系統及其動態監測方法

有效

• 申請號: 201410120512.1
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103942273B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 張春曉;吳春楠;宋立國;文高進;林招榮;王洪民;尚志鳴;姚毅剛;安超
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;G01C11/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明屬于情報、監視與偵察領域，涉及一種空中快速響應動態監測系統及其動態監測方法。該系統在實時監視同時對航拍數據分類標記，從而飛行任務完成后可快速完成興趣圖片的檢索、瀏覽及后處理，包括拼接與目標定位。

背景技術

在現代局部戰爭和反恐維穩中，情報、監視與偵察(ISR)系統發揮了越來越重要的作用，它涵蓋空間偵察系統、新型無人偵察機、遠程預警機系統和防空反導一體化系統等四個方面。無人偵察機相比較衛星偵察系統具備更高的靈活性和機動性，并且可實現更高分辨率對地觀測，受到了廣泛關注。對無人偵察機拍攝數據的快速處理直接決定了獲取信息的有效價值，充分發揮了無人機偵察的快速響應優勢，已成為態勢感知、快速決策的迫切需求。

目前，無人機偵察數據的快速處理多停留在機載大容量數據存儲、地面服務器集群并行處理的軟硬件實現等方面，特別是對高分辨率大幅寬的航拍數據，高性能工作站往往成為快速數據處理的必需。即便擁有高性能的服務器集群，單從機載存儲器中讀取海量數據也是非常耗時的工作，由于數據采集和數據處理兩個過程互不相干，完全隔離的處理模式不利于數據的快速檢索，要耗費大量時間；但將數據采集和數據處理均放在飛行任務執行時，又大大增加了機載數據快速處理的硬件實現難度，對于無人機嚴格的功耗要求都提出了極大的挑戰。這些均成為制約無人機偵察系統動態監測、快速響應能力的重要因素。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的上述不足，提供一種空中快速響應動態監測系統及其動態監測方法，將飛行時的數據采集過程和飛行后的數據處理過程通過興趣標識關聯起來，極大地便利了航拍數據的快速檢索，同時通過原始高分辨率圖片和尺寸壓縮圖片的互通策略，既保證了數據精簡處理的快速性，又保留了高分辨率細節信息的偵察應用價值。

本發明的技術方案是：一種空中快速響應動態監測系統，包括機載平臺和地面基站；機載平臺包括搭載云臺、機載主控、光學遙感器、數傳電臺、大容量存儲器和圖傳電臺；地面基站包括數傳電臺、圖傳電臺和地面工作站；光學遙感器安裝在搭載云臺上，機載主控控制搭載云臺旋轉對準待監測區域，光學遙感器對待監測區域實時拍攝視頻數據，并通過圖傳電臺傳送至地面基站；同時機載主控根據預設幀頻控制光學遙感器對待監測區域進行高分辨率航拍圖片采集，采集得到的圖片存儲在大容量存儲器內；機載主控將航拍圖片采集時刻飛行器的位置信息、搭載云臺的狀態信息以及航拍圖片在大容量存儲器中的存儲圖號通過數傳電臺下傳至地面基站；地面基站通過圖傳電臺接收視頻數據并送至地面工作站，通過數傳電臺接收航拍圖片采集時刻飛行器的位置、搭載云臺的狀態信息以及航拍圖片在大容量存儲器中的存儲圖號并送至地面工作站；所述的地面工作站包括視頻顯示與標識模塊、快速瀏覽與拼接模塊和快速目標定位模塊；

視頻顯示與標識模塊接收視頻數據并顯示，同時視頻顯示與標識模塊接收航拍圖片采集時刻飛行器的位置、搭載云臺的狀態信息以及航拍圖片在大容量存儲器中的存儲圖號并寫入標識文件；在標識文件中選取興趣視頻數據對應的存儲圖號并進行標記；

快速瀏覽與拼接模塊按照標識文件中標記的儲存圖號在大容量存儲器中檢索出興趣圖片，將檢索出的興趣圖片按照預設模式進行拼接；所述的預設模式包括巡航模式和全景模式，其中巡航模式指飛行器以一定的速度向前飛行執行監視，全景模式指飛行器定點懸停執行監視；

快速目標定位模塊在拼接好的圖片中選取興趣目標點，在拼接好的圖片和待監測區域的衛星影像地圖中選取若干同名點，計算獲得拼接好的圖片到待監測區域的衛星影像地圖的映射模型，根據映射模型獲得興趣目標點的地理位置。

一種空中快速響應動態監測系統的動態監測方法，步驟如下：

1）機載主控控制搭載云臺旋轉對準待監測區域；

2）光學遙感器對待監測區域實時拍攝視頻數據，并通過圖傳電臺傳送至地面基站；機載主控根據預設幀頻控制光學遙感器對待監測區域進行高分辨率航拍圖片采集，采集得到的圖片存儲在大容量存儲器內；同時機載主控將航拍圖片采集時刻飛行器的位置信息、搭載云臺的狀態信息以及航拍圖片在大容量存儲器中的存儲圖號通過數傳電臺下傳至地面基站；

3）地面基站通過圖傳電臺接收視頻數據并送至地面工作站，通過數傳電臺接收航拍圖片采集時刻飛行器的位置、搭載云臺的狀態信息以及航拍圖片在大容量存儲器中的存儲圖號并送至地面工作站；