[發(fā)明專利]一種基于熱成像的低慢目標定位跟蹤方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010434404.7
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111640141B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發(fā)明（設計）人: 李同磊;賀超;祝清雷;于飛;張帆;董輝;趙瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 山東神戎電子股份有限公司
• 主分類號: G06T7/292
• 分類號: G06T7/292;G06T7/70;G06T7/13;G01C11/00
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 趙玉鳳

本發(fā)明公開一種基于熱成像的低慢目標定位跟蹤方法，本方法基于兩臺標定好的光電轉(zhuǎn)臺及運動目標與光電轉(zhuǎn)臺的幾何關系計算運動目標的三維坐標信息，從而實現(xiàn)運動目標的定位跟蹤，本方法易于實施，準確性高。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種基于熱成像的低慢目標定位跟蹤方法，屬于飛行目標跟蹤技術(shù)領域。

背景技術(shù)

溫度超過絕對零度即-273℃的所有物體都會輻射熱，也就是常說的熱輻射，熱成像就是借助于目標的熱輻射以得到其熱圖的一項技術(shù)，所得到的熱圖像是一張不同灰度的圖片，可以量化目標的熱變化。

隨著近些年以無人機為代表的低慢目標數(shù)量的不斷增長，尤其是消費級無人機的市場井噴，其帶來的黑飛、恐怖活動威脅等安全防控問題日益突出，如2017年重慶機場大面積停飛的無人機干擾事件等。不但造成了惡劣的社會影響，而且也威脅著社會安全。

為了解決這個問題，相應的無人機反制系統(tǒng)應運而生。這些系統(tǒng)一般包括目標探測、鎖定和跟蹤、干擾或捕獲、毀傷等部分，目標探測一般采用雷達或頻譜探測儀，鎖定和跟蹤一般采用光電設備，干擾一般采用無線電干擾設備實現(xiàn)，捕獲通過無人機飛近射網(wǎng)實現(xiàn)，毀傷一般采用遠距離激光照射實現(xiàn)。這三個部分相輔相成，前一部分為后一部分服務，鎖定和跟蹤部分除了用于目標觀察，主要還是為干擾、捕獲、毀傷提供準確的目標方位。為了獲得準確的目標三維坐標，有些系統(tǒng)通過使用激光測距機測算目標距離，但由于目標小、距離遠，而且是活動的，尤其還存在急停、急轉(zhuǎn)等情況，使得測距機很難將激光對準目標，因此難以實時提供目標的準確三維坐標。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于熱成像的低慢目標定位跟蹤系統(tǒng)，不需要激光測距，通過兩臺光電轉(zhuǎn)臺和相應的方位信息就能準確獲得目標的三維坐標信息。

為了解決所述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于熱成像的低慢目標定位跟蹤方法，包括以下步驟：

S01)、將兩臺光電轉(zhuǎn)臺固定，記錄兩臺光電轉(zhuǎn)臺各自位置的經(jīng)緯度、海拔高度以及兩臺光電轉(zhuǎn)臺之間的距離，并進行統(tǒng)一指北標定；

S02)、將光電轉(zhuǎn)臺熱成像攝像機采集的視頻圖像數(shù)字化；

S03)、利用幀間差分法檢測出圖像中運動目標的大致位置，并結(jié)合輪廓檢測算法，確定當前幀圖像中運動目標的準確位置；

S04)、根據(jù)運動目標在熱成像攝像機圖像中的位置以及熱成像鏡頭的視場角計算出運動目標偏離光電轉(zhuǎn)臺中心的角度，再結(jié)合光電轉(zhuǎn)臺的水平轉(zhuǎn)角、俯仰轉(zhuǎn)角，計算出以光電轉(zhuǎn)臺為原點，運動目標和水平面的夾角；

S05)、根據(jù)兩臺光電轉(zhuǎn)臺的水平轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)臺之間的距離以及海拔高度差，計算出光電轉(zhuǎn)臺到運動目標在水平面投影的距離，進一步計算出光電轉(zhuǎn)臺到運動目標的距離及運動目標相對于水平面的高度；

S06)、根據(jù)已知的光電轉(zhuǎn)臺經(jīng)緯度和海拔高度，結(jié)合計算出的光電轉(zhuǎn)臺到運動目標的距離及運動目標相對于水平面的高度，可以計算出運動目標的經(jīng)緯度和海拔高度，得到目標的空間位置。

進一步的，步驟S02中，視頻圖像數(shù)字化的格式是YUV。

進一步的，在進行幀間差分前，從YUV數(shù)據(jù)中把Y信號分離出來，得到僅含有Y信號分量的Y數(shù)據(jù)，使用幀間差分對Y數(shù)據(jù)進行運動目標加測。

進一步的，兩臺光電轉(zhuǎn)臺在同一或者不同水平面上。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明基于兩臺標定好的光電轉(zhuǎn)臺及運動目標與光電轉(zhuǎn)臺的幾何關系計算運動目標的三維坐標信息，從而實現(xiàn)運動目標的定位跟蹤，本方法易于實施，準確性高。

附圖說明

圖1為本方法的流程圖；

圖2為幀間差分流程圖；