[發明專利]一種基于ADS-B信息與時空匹配的航空器虛擬掛牌方法

在審

• 申請號: 202210442194.5
• 申請日: 2022-04-25
• 公開（公告）號: CN114881946A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 張翔;于海飛;孟俊聰;李蘭;楊瑞菁
• 申請（專利權）人: 電子科技大學長三角研究院（衢州）
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/246;G06T7/70;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06V10/74;G06V10/75;G06V10/82
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李夢蝶

本發明公開了一種基于ADS?B信息與時空匹配的航空器虛擬掛牌方法，通過時空匹配模塊對檢測結果進行優化，提高算法在機場全景場面中的遮擋、間歇出入、運動姿態變化等情況下的檢測效果，改善機場全景場面下航空器的掛牌標識精度；結合跟蹤器對初始檢測目標進行持續的優化檢測跟蹤，在定位信息出現延時或消失等問題時，提高算法在航空器檢測標識的可靠性，并改善多目標重合時的ID頻繁交換導致掛牌標識不準確的現象；對航空器狀態進行高效的更新與判斷，并使用狀態衰減函數表示航空器的有效狀態，結合多目標跟蹤器與匹配策略，解決某些情況下航空器消失或狀態變化時的掛牌標識問題，最終可以在保證實時性的同時，穩定對全景場面監控下多航空器的持續有效掛牌標識。

技術領域

本發明涉及航空管理領域，具體涉及一種基于ADS-B信息與時空匹配的航空器虛擬掛牌方法。

背景技術

隨著國內民用航空的飛速發展，越來越多的大規模機場在全國各地陸續的建立起來。同時，近年來國際民航組織展開了新的場面監視系統“先進的場面運動引導控制系統”，要求檢測并標識引導機場場面下的運動目標。在新的系統要求下，多角度監控圖像拼接技術的全景視頻監控技術與航空器虛擬掛牌技術在機場場面監視中起到越來越重要的作用。通過全景視頻對機場場面的監控，可以實現對當下大規模機場完整區域的全面監控，結合虛擬掛牌技術在監控視頻上持續監測并標識航空器的相關信息，有效的提高了機場監控和指揮工作的效率，在機場場面的監控系統中具有極高的實際應用價值。

現有的航空器虛擬掛牌從技術實現方式上進行劃分，可以分為基于機場和航空器定位信息投影的方式和基于視頻目標檢測與定位信息進行掛牌的方式。基于定位信息投影的方式主要依賴于ADS-B(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast)自動相關監視廣播式技術等先驗的定位信息匹配，ADS-B是近年來民航局大力發行的技術，可以獲取航空器的航班號、經緯度、速度、航向等詳細信息。這種實現方式高度依賴于定位系統的精度與可靠性，通過將獲取到的真實世界坐標轉換投影到對應的全景監控視頻的二維坐標，將航空器的相關信息顯示在定位的視頻畫面上，從而完成航空器的虛擬掛牌。但是由于ADS-B是間隔發出的，同時可能受到環境等相關因素的影響導致定位信息的延時與精度下降，這些問題都可能導致映射的坐標信息并不可靠，實際顯示會產生掛牌信息晃動、突然消失等問題。

基于視頻目標檢測與定位信息的實現方式是使用目標檢測算法，將檢測出的航空器與定位信息進行匹配，最終根據定位航空器在視頻畫面上進行航空器虛擬掛牌信息展示。這種方式克服了基于定位系統不穩定的限制，可以實時展示掛牌信息。但是當定位信息出現延時或缺失時，檢測出的航空器由于缺少實際的定位信息會出現無法持續顯示掛牌信息而消失的現象。同時這種方式依賴于全景視頻目標檢測算法的精度，尤其在當下很多的目標檢測算法并不是專門針對機場全景場面的目標檢測算法，無法有效應對機場場面的天氣變化、航空器姿態變化、運動交錯遮擋、多尺度等問題，特別在全景視頻中，這些問題更加突出，嚴重影響虛擬掛牌信息的實現與展示。

綜上所述，由于機場全景場面監控的復雜性，目前的航空器虛擬掛牌技術仍然存在上述的某些缺陷，需要探索新型的策略與實際算法以解決機場場面下的航空器虛擬掛牌技術的諸多挑戰。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供了一種基于ADS-B信息與時空匹配的航空器虛擬掛牌方法。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于ADS-B信息與時空匹配的航空器虛擬掛牌方法，包括如下步驟：

S1、獲取全景監控視頻、對應幀的地面實況以及ADS-B信息并進行預處理，對高分辨率的全景圖像進行冗余分割，并將對應幀的地面實況和ADS-B坐標進行對應轉化，并對預處理后的數據進行命名保存；