[發(fā)明專利]一種低慢小目標(biāo)電視搜索探測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410358277.1
• 申請(qǐng)日: 2014-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104113733A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛曉飛;邱旭陽(yáng);李佳輝;王濤;郭延磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京機(jī)械設(shè)備研究所
• 主分類號(hào): H04N7/18
• 分類號(hào): H04N7/18;H04N5/235;H04N5/232;G01C11/00
• 代理公司: 中國(guó)航天科工集團(tuán)公司專利中心 11024
• 代理人: 岳潔菱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種目標(biāo)搜索探測(cè)方法，特別是一種低慢小目標(biāo)電視搜索探測(cè)方法。

背景技術(shù)

低慢小目標(biāo)是指具有低空、超低空飛行的小型航空器或空飄物，具有飛行高度低、飛行速度慢、目標(biāo)特征小等特點(diǎn)。由于超低空背景復(fù)雜且目標(biāo)對(duì)比度差等原因，低慢小目標(biāo)不容易被偵測(cè)發(fā)現(xiàn)。現(xiàn)階段為了適應(yīng)白天環(huán)境下的目標(biāo)識(shí)別、鎖定和跟蹤，電視搜索探測(cè)裝置一般由光學(xué)搜索相機(jī)、激光測(cè)距機(jī)、二維轉(zhuǎn)臺(tái)和圖像處理模塊組成。現(xiàn)有的電視搜索探測(cè)方法存在一些不足，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)速度較快時(shí)，電視搜索探測(cè)裝置拍攝的圖像會(huì)出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象；當(dāng)遇到背景亮度反差較大時(shí)，電視搜索探測(cè)裝置無(wú)法及時(shí)進(jìn)行光學(xué)調(diào)整導(dǎo)致圖像模糊；當(dāng)需要重點(diǎn)關(guān)注某段區(qū)域時(shí)，電視搜索探測(cè)裝置不能針對(duì)性的進(jìn)行區(qū)域重點(diǎn)探測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種低慢小目標(biāo)電視搜索探測(cè)方法，解決電視搜索探測(cè)裝置拍攝的圖像會(huì)出現(xiàn)拖尾、電視搜索探測(cè)裝置無(wú)法及時(shí)進(jìn)行光學(xué)調(diào)整導(dǎo)致圖像模糊和不能進(jìn)行區(qū)域重點(diǎn)探測(cè)的問(wèn)題。

一種低慢小目標(biāo)電視搜索探測(cè)方法，其具體步驟為：

第一步??搭建電視搜索探測(cè)裝置

電視搜索探測(cè)裝置，包括：光學(xué)搜索相機(jī)、激光測(cè)距機(jī)、二維轉(zhuǎn)臺(tái)、圖像處理模塊、光學(xué)跟蹤相機(jī)、曝光傳感器和系統(tǒng)控制器。

光學(xué)搜索相機(jī)、激光測(cè)距機(jī)、光學(xué)跟蹤相機(jī)安裝在二維轉(zhuǎn)臺(tái)上，以光學(xué)跟蹤相機(jī)的光軸為基準(zhǔn)，光學(xué)搜索相機(jī)與光學(xué)跟蹤相機(jī)的光軸不平行度小于30″，激光測(cè)距機(jī)與光學(xué)跟蹤相機(jī)的光軸不平行度小于30″。

光學(xué)搜索相機(jī)的數(shù)據(jù)接口與系統(tǒng)控制器的數(shù)據(jù)接口導(dǎo)線連接，激光測(cè)距機(jī)的數(shù)據(jù)接口與系統(tǒng)控制器的數(shù)據(jù)接口導(dǎo)線連接，二維轉(zhuǎn)臺(tái)的數(shù)據(jù)接口與系統(tǒng)控制器的數(shù)據(jù)接口導(dǎo)線連接，二維轉(zhuǎn)臺(tái)的控制接口與系統(tǒng)控制器的控制接口導(dǎo)線連接，光學(xué)跟蹤相機(jī)的數(shù)據(jù)接口與系統(tǒng)控制器的數(shù)據(jù)接口導(dǎo)線連接，圖像處理模塊的數(shù)據(jù)接口與系統(tǒng)控制器的數(shù)據(jù)接口導(dǎo)線連接。

曝光傳感器與光學(xué)搜索相機(jī)及光學(xué)跟蹤相機(jī)安裝在同一平面內(nèi)，曝光傳感器的光軸與光學(xué)搜索相機(jī)光軸在安裝平面方向上成一個(gè)固定角度，曝光傳感器探測(cè)的光亮度為光學(xué)搜索相機(jī)和光學(xué)跟蹤相機(jī)下一幀視場(chǎng)的光亮度。曝光傳感器的數(shù)據(jù)接口分別與光學(xué)搜索相機(jī)和光學(xué)跟蹤相機(jī)的數(shù)據(jù)接口通過(guò)導(dǎo)線相連。

第二步?偽目標(biāo)庫(kù)設(shè)定

電視搜索探測(cè)裝置內(nèi)設(shè)置常見(jiàn)偽目標(biāo)特征庫(kù)，包括遠(yuǎn)處的汽車、行人、樹林、塔吊和建筑物。偽目標(biāo)特征庫(kù)在電視搜索探測(cè)裝置使用時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)控制器進(jìn)行操作，自動(dòng)增添成經(jīng)常出現(xiàn)、且需要被人為剔除的偽目標(biāo)，完成偽目標(biāo)特征庫(kù)的自動(dòng)升級(jí)。

第三步??電視搜索探測(cè)裝置加電自檢

電視搜索探測(cè)裝置的光學(xué)搜索相機(jī)、激光測(cè)距機(jī)、二維轉(zhuǎn)臺(tái)、圖像處理模塊、光學(xué)跟蹤相機(jī)、曝光傳感器及系統(tǒng)控制器分別加電，各設(shè)備加電后自檢并將自檢結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)接口發(fā)送給系統(tǒng)控制器。系統(tǒng)控制器將自檢結(jié)果發(fā)送給外部用戶。

第四步??電視搜索探測(cè)裝置背景掃描

在系統(tǒng)正式工作前，在人工判別無(wú)目標(biāo)的前提下，開(kāi)啟電視搜索探測(cè)裝置，掃描外界環(huán)境，光學(xué)搜索相機(jī)每隔固定時(shí)間進(jìn)行一次曝光。

光學(xué)搜索相機(jī)在進(jìn)行曝光的同時(shí)，曝光傳感器將光能量匯聚到感光元件上，以探測(cè)該視場(chǎng)上的光亮度。曝光傳感器探測(cè)的光亮度為光學(xué)搜索相機(jī)下一幀視場(chǎng)光亮度，同時(shí)曝光傳感器將下一幀視場(chǎng)光亮度傳送給光學(xué)搜索相機(jī)。光學(xué)搜索相機(jī)根據(jù)該值設(shè)置曝光調(diào)整系數(shù)，控制相機(jī)的曝光時(shí)間。

背景掃描開(kāi)始時(shí)，系統(tǒng)處于初始位置，俯仰軸處于水平狀態(tài)，方位軸在零位上。方位軸以預(yù)先設(shè)定的速度連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)過(guò)一圈，俯仰軸向上轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，該角度由光學(xué)搜索相機(jī)的單視場(chǎng)角決定，并預(yù)留一個(gè)固定的交疊量，直到俯仰角達(dá)到最大俯仰角度。系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行工作，方位軸每轉(zhuǎn)過(guò)一圈，俯仰軸向下轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，直到俯仰軸處于水平狀態(tài)。

光學(xué)搜索相機(jī)在背景掃描過(guò)程中，以二維轉(zhuǎn)臺(tái)測(cè)角信息為反饋，控制圖像傳感器中的電荷匹配轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行轉(zhuǎn)移，消除拍攝的圖像拖尾。同時(shí)光學(xué)搜索相機(jī)將拍攝的圖像發(fā)送給圖像處理模塊，圖像處理模塊采用反卷積式補(bǔ)償?shù)姆绞较臄z的圖像拖尾。

圖像處理模塊將處理的包含地面環(huán)境的背景圖像發(fā)送給系統(tǒng)控制器，系統(tǒng)控制器進(jìn)行存儲(chǔ)，作為系統(tǒng)背景信息。

第五步??電視搜索探測(cè)裝置工作模式設(shè)定

電視搜索探測(cè)裝置包括全景模式或自定義區(qū)域模式兩種工作模式，兩種工作模式通過(guò)系統(tǒng)控制器隨時(shí)進(jìn)行設(shè)置。

全景模式是未指定電視搜索探測(cè)裝置的重點(diǎn)防范區(qū)域的情況下，電視搜索探測(cè)裝置對(duì)自身覆蓋的所有范圍進(jìn)行搜索和目標(biāo)跟蹤。