[發明專利]一種基于旋翼無人機的植被背景下隱藏地物的探測方法

有效

• 申請號: 201911015653.6
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110794472B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 丑述仁;陳斌;章杰;王鵬;夏魯瑞;蘇憲程;劉甜甜
• 申請（專利權）人: 中國科學院地理科學與資源研究所
• 主分類號: G01V8/10
• 分類號: G01V8/10;G01N21/64
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

本發明公開了一種基于旋翼無人機的植被背景下隱藏地物的探測方法，該方法通過搭載高光譜成像光譜儀的旋翼無人機，對目標區域進行逐行掃描，獲得光譜數據并存儲數據；同時采用熒光提取算法計算出目標區域的熒光值信息；再通過衛星獲取目標地區的遙感高分辨率光學遙感圖像，對步熒光值信息和遙感圖像進行預處理得到熒光值信息；最后采用夫瑯禾費暗線方法從熒光值信息中提取熒光探針，進而判定該目標區域是否存在隱藏地物。本發明的探測方法對植被偽裝技術有很好的探測作用，在國防領域可以有著廣泛的應用。而且探測的葉綠素熒光可用于指示植物細胞生理生化過程，及時準確反映植物光合作用的真實工作狀態、診斷植物的健康狀況等。

技術領域

本發明屬于隱藏地物探測領域，具體涉及一種基于旋翼無人機的植被背景下隱藏地物的探測方法。

背景技術

偽裝是通過使用電子、電磁、光學、熱學、聲學等技術手段，改變與軍事有關目標的自身原有特征信息，降低或消除目標真實目標的檢測特征，實現目標的“隱真”；或模擬目標的檢測特征，或模擬目標的檢測特征，仿造假目標以“示假”。偽裝的基本方法有自然偽裝、植物偽裝、迷彩偽裝、人工遮障偽裝、煙霧偽裝等技術。自然偽裝是在充分利用地況、物體、夜色或能見度差的天氣氣候增加隱藏目標或者減少目標的顯著性。植被偽裝技術是利用采收植物等方法對目標進行偽裝的技術。迷彩偽裝是利用染料、涂料或其他材料來改變目標色彩或使用迷彩圖案降低目標與背景差異和變化目標外部形狀。人工遮障偽裝是采用各類偽裝材料，對目標設置隱藏的障屏，主要有叢林迷彩偽裝網、多頻譜偽裝遮障和反中紅外波段偵查偽裝遮障。煙霧偽裝主要使用煙霧遮蔽目標，用于干擾對方光學波段的偵查。

目前，國外重點發展能夠在全天候、各個時段、整個過程的目標與天然背景自然融合的自適應偽裝技術(變色多光譜偽裝、發射率和溫控可調偽裝材料、輕型寬頻雷達材料等)。例如針對遙感可見光和多光譜遙感偵查的特點，偽裝材料在原有的色彩偽裝的基礎上，研發出接近目標背景地物光譜的自適應偽裝材料，利用此類材料對目標地物進行隱藏，這大大增加了通過傳統遙感手段檢測此類目標的難度。常用于植被環境中的叢林迷彩、純綠色的偽裝網，在可見光和近紅外部分區域具有與植被相似的光譜特征。傳統的可見光遙感，其能夠直觀地反映地物的尺寸、形狀、大小等信息，對于改變顏色和亮度，并具有與背景顏色相匹配的迷彩圖目標，檢測難度很大。多光譜遙感能夠很好地對植被等典型地物進行識別，但接近目標背景地物光譜的偽裝材料檢測能力是有限的。

葉綠素熒光遙感是遙感對地觀測領域最前沿的研究熱點之一。葉綠素熒光是植物所發出的微弱光芒，可以指示植物細胞生理生化過程。根據衛星遙感植被熒光探針特性可以很好的對以植被為背景的偽裝地物進行探測識別。中國2017年發射的碳衛星(TanSat)搭載了專門探測葉綠素熒光的超光譜成像儀，可以捕捉植物光合作用過程中所發出的微弱光芒，即葉綠素熒光。通過探測衛星進行遙感探測可以為研究收集合適的數據源。

目前，葉綠素熒光動力學技術廣泛應用于植物生理、植物生態等領域。研究手段多借助調制式葉綠素熒光儀盡管能夠揭示植物光合作用機理，但多限于葉片“點”式接觸測量。建立在目標熒光光譜探測基礎上的激光誘導熒光技術(laser induced fluorescence,LIF),通常以320nm-380nm的紫外光作為激發光源，在一定的距離范圍內，光譜儀可以檢測到植物發出的熒光光譜信號。但是，研究表明植物的熒光光譜特征(如強度、譜形及不同波長區的相對強度對比等)除了與探測儀器的激發波長、性能有關外、還與色素種類、濃度及生物量等密切相關，在實際應用中激光誘導熒光遙感存在一定的局限性.激光誘導熒光技術通常要長時間對葉片進行不間斷照射，之后獲取熒光信號。這在一定程度上限制了利用熒光信號探測隱藏地物。同時激光誘導熒光技術需要有大容量的供電設備，搭載在無人機條件比較實現困難。