[發(fā)明專利]一種基于合成視覺的目標(biāo)定位方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011109529.9
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112184786A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高強(qiáng);紀(jì)明;陶忠;孫毓凱;侯利冰;楊光;潘文卿;安學(xué)智;謝歡;段曉韜;王磊磊
• 申請（專利權(quán)）人: 西安應(yīng)用光學(xué)研究所
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06T7/73;G06T5/50;G06F16/29
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司專利中心 11011
• 代理人: 劉二格

本發(fā)明屬于機(jī)載光電偵察、態(tài)勢感知領(lǐng)域，公開了一種基于合成視覺的目標(biāo)定位方法，包括：載機(jī)實時位姿傳感器數(shù)據(jù)和瞄準(zhǔn)線姿態(tài)數(shù)據(jù)獲取；生成靜態(tài)的三維場景；生成動態(tài)合成視覺；獲取對應(yīng)的傳感器圖像；進(jìn)行光電圖像與合成視覺圖像的配準(zhǔn)與映射；根據(jù)目標(biāo)像素位置進(jìn)行地理定位。本發(fā)明通過相關(guān)技術(shù)手段實現(xiàn)光電圖像中任意目標(biāo)的空間定位，提供給飛行員任意選擇目標(biāo)的地理位置；能夠?qū)怆妶D像中任意多個目標(biāo)實時計算其空間位置，從而提供一種實時連續(xù)的多目標(biāo)空間位置跟蹤能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)載光電偵察、態(tài)勢感知領(lǐng)域，涉及一種基于合成視覺的目標(biāo)定位方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)機(jī)載目標(biāo)定位技術(shù)根據(jù)是否采用激光測距設(shè)備，可分為有源定位(有激光測距輔助)和無源定位(無激光測距輔助)，總體而言，有源定位精度較高但硬件構(gòu)成較為復(fù)雜，無源定位沒有激光測距的輔助，定位精度相對較差。并且其定位精度會隨著距離增加降低，且某個時間點只能對單個目標(biāo)進(jìn)行定位等等

地理信息系統(tǒng)具有優(yōu)越的地理空間描述能力，生成的三維場景中任意目標(biāo)都是已知的三維地理信息中的地理節(jié)點，它實際上結(jié)合了測繪領(lǐng)域與信息領(lǐng)域成果。光電系統(tǒng)圖像與地理場景融合，將光電探測的區(qū)域映射到了地理空間。對目標(biāo)的定位以及多個目標(biāo)的定位，可以借助于地理信息系統(tǒng)強(qiáng)大的空間分析能力，快速實現(xiàn)定位。

發(fā)明內(nèi)容

(一)發(fā)明目的

本發(fā)明的目的是：提供一種基于合成視覺的目標(biāo)定位方法，將光電系統(tǒng)的圖像與合成視覺圖像進(jìn)行配準(zhǔn)融合之后，光電系統(tǒng)的圖像中所有目標(biāo)被映射到三維地理空間中，利用地理信息系統(tǒng)空間幾何分析計算能力，快速的計算多個任意目標(biāo)的地理空間位置，實現(xiàn)目標(biāo)快速定位。

(二)技術(shù)方案

為實現(xiàn)將機(jī)載光電圖像中的目標(biāo)進(jìn)行快速地理定位，本發(fā)明基于合成視覺的目標(biāo)定位方法包括：括三維合成視覺生成，光電圖像采集，光電圖像與三維場景配準(zhǔn)融合，圖像內(nèi)目標(biāo)位置解算等主要步驟。三維合成視覺利用真實地形數(shù)據(jù)生成三維地形場景，該三維場景具備了三維空間地理信息系統(tǒng)的能力；光電圖像采集包括了圖像內(nèi)容中每一幀以及對應(yīng)該幀的載機(jī)位姿數(shù)據(jù),基于該幀產(chǎn)生時的載機(jī)位姿數(shù)據(jù)，可計算出該幀圖像對應(yīng)的地理探測區(qū)域；光電圖像與三維場景的配準(zhǔn)融合，將光電圖像中的視頻幀與三維場景中該幀對應(yīng)探測區(qū)域進(jìn)行配準(zhǔn)與融合，配準(zhǔn)與融合的結(jié)果，確保了圖像中所有目標(biāo)都被映射到了三維場景中的地理信息空間。圖像內(nèi)目標(biāo)位置解算，實際上根據(jù)配準(zhǔn)到地理信息空間的圖像內(nèi)容，對其中的目標(biāo)的地理位置進(jìn)行解算。

合成視覺生成利用高程和衛(wèi)星影像等地形數(shù)據(jù)，生成具有地理信息的三維場景。

光電圖像與合成視覺圖像融合配準(zhǔn)對于光電圖像和三維合成視覺場景中對應(yīng)地理區(qū)域，進(jìn)行異源圖像的配準(zhǔn)與融合。

目標(biāo)地理位置解算利用已經(jīng)映射到三維地理信息空間的圖像，對其中的目標(biāo)的地理位置根據(jù)空間幾何關(guān)系進(jìn)行解算。

(三)有益效果

上述技術(shù)方案所提供的基于合成視覺的目標(biāo)定位方法，通過相關(guān)技術(shù)手段實現(xiàn)光電圖像中任意目標(biāo)的空間定位，提供給飛行員任意選擇目標(biāo)的地理位置；能夠?qū)怆妶D像中任意多個目標(biāo)實時計算其空間位置，從而提供一種實時連續(xù)的多目標(biāo)空間位置跟蹤能力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中方法的流程組成示意圖。

圖2是本發(fā)明中三維場景生成效果圖。

圖3是實際光電圖像效果圖。

圖4是光電探測區(qū)域的地理定位區(qū)域。

圖5是光電圖像與合成視覺圖下個配準(zhǔn)融合后的綜合視覺效果圖。

圖6是在綜合視覺效果圖上進(jìn)行目標(biāo)地理位置計算的示意圖。

具體實施方式