[發(fā)明專利]基于人工智能技術(shù)的毀傷區(qū)域識別與面積測量系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210526500.3
• 申請日: 2022-05-16
• 公開（公告）號: CN114926430A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 婁文忠;孫毅;趙飛;蘇文亭;宣瑋琨
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/62;G06V10/26;G06V10/82;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11360
• 代理人: 王巖

1.一種基于人工智能技術(shù)的毀傷區(qū)域識別與面積測量系統(tǒng)，其特征在于，所述毀傷區(qū)域識別與面積測量系統(tǒng)包括：彈載攝像頭、彈載計算機(jī)、高度計和地面基站；其中，彈載攝像頭、彈載計算機(jī)和高度計設(shè)置在彈藥上；彈載攝像頭和高度計分別連接至彈載計算機(jī)；彈載計算機(jī)通過無線通訊連接至地面基站；地面基站包括圖像識別語義分割模塊、先驗(yàn)信息模塊、面積計算模塊和交互界面；圖像識別語義分割模塊內(nèi)存儲有訓(xùn)練好的深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；先驗(yàn)信息模塊內(nèi)存儲有采用先驗(yàn)標(biāo)尺測量得到的像素數(shù)與高度關(guān)系函數(shù)，先驗(yàn)標(biāo)尺為面積S已知的區(qū)域；

圖像識別語義分割模塊采用深度學(xué)習(xí)框架構(gòu)建深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，獲取多張毀傷圖片，采用深度學(xué)習(xí)標(biāo)注工具對毀傷圖片進(jìn)行毀傷區(qū)域特征信息標(biāo)注，標(biāo)記出毀傷區(qū)域的輪廓和面積，將標(biāo)注好的毀傷圖片批量生成毀傷圖片訓(xùn)練集，訓(xùn)練深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；通過對毀傷圖片訓(xùn)練集進(jìn)行數(shù)據(jù)增強(qiáng)，增強(qiáng)后的數(shù)據(jù)集成倍數(shù)擴(kuò)大；通過不斷調(diào)整學(xué)習(xí)參數(shù)，提高準(zhǔn)確率并使損失函數(shù)逼近最小值，得到訓(xùn)練好的深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

裝載有彈載攝像頭、彈載計算機(jī)和高度計的彈藥在先驗(yàn)標(biāo)尺的上空下落的過程中，彈載攝像頭采集一系列不同高度下先驗(yàn)標(biāo)尺的圖像，并傳輸至彈載計算機(jī)，高度計得到對應(yīng)的彈藥所在的一系列高度h₁、h₂、....、h_N，N為采集次數(shù)，N為自然數(shù)，并傳送至彈載計算機(jī)；彈載計算機(jī)將高度以及對應(yīng)的先驗(yàn)標(biāo)尺的圖像傳輸至地面基站；地面基站的先驗(yàn)信息模塊得到對應(yīng)高度下的先驗(yàn)標(biāo)尺的圖像所占的像素數(shù)λ₁、λ₂、…、λ_N，得到多組對應(yīng)的高度和像素數(shù)；通過對多組對應(yīng)的高度和像素數(shù)進(jìn)行擬合，得到像素數(shù)與高度關(guān)系函數(shù)；

裝載有彈載攝像頭、彈載計算機(jī)和高度計的彈藥在毀傷區(qū)域的上空下落的過程中，彈載攝像頭實(shí)時采集毀傷區(qū)域的圖像，并傳輸至彈載計算機(jī)，高度計記載此時彈藥所在的高度h_x，并傳送至彈載計算機(jī)；彈載計算機(jī)將高度以及毀傷區(qū)域的圖像實(shí)時無線傳輸至地面基站；地面基站的圖像識別語義分割模塊采用訓(xùn)練好的深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對毀傷區(qū)域的圖像進(jìn)行毀傷區(qū)域特征信息輪廓分割，提取出毀傷區(qū)域的輪廓，并得到毀傷區(qū)域的像素數(shù)λ_x；地面基站的面積計算模塊根據(jù)計算得出的毀傷區(qū)域的像素數(shù)λ_x結(jié)合先驗(yàn)標(biāo)尺的面積S和先驗(yàn)信息模塊得到的像素數(shù)與高度關(guān)系函數(shù)，得到任意高度下的毀傷區(qū)域的面積，并由交互界面顯示出毀傷區(qū)域的面積。

2.如權(quán)利要求1所述的毀傷區(qū)域識別與面積測量系統(tǒng)，其特征在于，所述先驗(yàn)標(biāo)尺采用彈坑或爆炸焰團(tuán)的區(qū)域。

3.如權(quán)利要求1所述的毀傷區(qū)域識別與面積測量系統(tǒng)，其特征在于，所述毀傷圖片訓(xùn)練集的數(shù)量為100～10000；增強(qiáng)后的數(shù)據(jù)集成倍數(shù)擴(kuò)大2～10倍。