CN112749592A - 自动化无线信号数据干扰系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动化无线信号数据干扰系统，包括：无线干扰设备，位于客运飞机的机身上，用于在接收到机体识别指令时，向客运飞机的前方发送无线干扰信号以实现对前方无人机的无线收发信号的干扰，否则，停止向客运飞机的前方发送无线干扰信号；机体解析设备，用于基于基准无人机图案对针对性处理后图像中是否存在无人机对象进行解析，以相应发出机体识别指令或机体未识别指令。本发明还涉及一种自动化无线信号数据干扰方法。本发明的自动化无线信号数据干扰系统及方法设计紧凑、具有一定的自动化水平。由于能够根据客运飞机前方是否存在无人机的识别结果及时决定是否执行无人机干扰动作，从而减少无人机对客运飞机带来的飞行风险。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种自动化无线信号数据干扰系统及方法。
背景技术
通信在不同的环境下有不同的解释，在出现电波传递通信后通信(Communication)被单一解释为信息的传递，是指由一地向另一地进行信息的传输与交换，其目的是传输消息。
然而，通信是在人类实践过程中随着社会生产力的发展对传递消息的要求不断提升使得人类文明不断进步。在各种各样的通信方式中，利用“电”来传递消息的通信方法称为电信(Telecommunication)，这种通信具有迅速、准确、可靠等特点，且几乎不受时间、地点、空间、距离的限制，因而得到了飞速发展和广泛应用；在现今因电波的快捷性使得从远古人类物质交换过程中就结合文化交流与实体经济不断积累进步的实物性通信(邮政通信)被人类理解为制约经济发展的阻碍。
发明内容
为了解决现有技术中的相关技术问题，本发明提供了一种自动化无线信号数据干扰系统及方法，能够对客运飞机行驶路线上是否存在无人机对象进行检测，以在存在无人机对象时，执行对无人机的无线控制信号的无线干扰，使得无人机快速偏离客运飞机的行驶路线；其中，基于视觉采集和分析模式实现对无人机对象的精确辨识。
根据本发明的一方面，提供了一种自动化无线信号数据干扰系统，所述系统包括：
图像采集设备，设置在客运飞机的前端，用于对客运飞机的前方场景执行超清图像采集，以获得超清场景图像；
无线干扰设备，位于客运飞机的机身上，用于在接收到机体识别指令时，向客运飞机的前方发送无线干扰信号以实现对前方无人机的无线收发信号的干扰；
所述无线干扰设备还用于在接收到机体未识别指令时，停止向客运飞机的前方发送无线干扰信号；
对数增强设备，与所述图像采集设备连接，用于接收所述超清场景图像，对接收到的所述超清场景图像执行基于对数变换的图像增强处理，以获得增强处理图像；
图像渲染设备，与所述对数增强设备连接，用于接收所述增强处理图像，对所述增强处理图像执行图像渲染处理，以获得现场渲染图像；
几何均值滤波设备，与所述图像渲染设备连接，用于对所述现场渲染图像执行几何均值滤波处理，以获得相应的几何均值滤波图像；
多项式插值设备，与所述几何均值滤波设备连接，用于对接收到的几何均值滤波图像执行三次多项式插值处理，以获得多项式插值图像；
机体解析设备，分别与所述多项式插值设备和所述无线干扰设备连接，用于基于基准无人机图案对所述多项式插值图像中是否存在无人机对象进行解析，以相应发出机体识别指令或机体未识别指令；
机载存储设备，设置在客运飞机的控制台内，与所述机体解析设备连接，用于存储所述基准无人机图案；
其中，所述基准无人机图案为预先对出厂状态下的无人机进行拍摄的只包括无人机的图像。
根据本发明的另一方面，还提供了一种自动化无线信号数据干扰方法，所述方法包括：
使用图像采集设备，设置在客运飞机的前端，用于对客运飞机的前方场景执行超清图像采集，以获得超清场景图像；
使用无线干扰设备，位于客运飞机的机身上，用于在接收到机体识别指令时，向客运飞机的前方发送无线干扰信号以实现对前方无人机的无线收发信号的干扰；
所述无线干扰设备还用于在接收到机体未识别指令时，停止向客运飞机的前方发送无线干扰信号；
使用对数增强设备，与所述图像采集设备连接，用于接收所述超清场景图像，对接收到的所述超清场景图像执行基于对数变换的图像增强处理，以获得增强处理图像；
使用图像渲染设备，与所述对数增强设备连接，用于接收所述增强处理图像，对所述增强处理图像执行图像渲染处理，以获得现场渲染图像；
使用几何均值滤波设备，与所述图像渲染设备连接，用于对所述现场渲染图像执行几何均值滤波处理，以获得相应的几何均值滤波图像；
使用多项式插值设备，与所述几何均值滤波设备连接，用于对接收到的几何均值滤波图像执行三次多项式插值处理，以获得多项式插值图像；
使用机体解析设备，分别与所述多项式插值设备和所述无线干扰设备连接，用于基于基准无人机图案对所述多项式插值图像中是否存在无人机对象进行解析，以相应发出机体识别指令或机体未识别指令；
使用机载存储设备，设置在客运飞机的控制台内，与所述机体解析设备连接，用于存储所述基准无人机图案；
其中，所述基准无人机图案为预先对出厂状态下的无人机进行拍摄的只包括无人机的图像。
本发明的自动化无线信号数据干扰系统及方法设计紧凑、具有一定的自动化水平。由于能够根据客运飞机前方是否存在无人机的识别结果及时决定是否执行无人机干扰动作，从而减少无人机对客运飞机带来的飞行风险。
由此可见，本发明需要具备以下几处重要的发明点：
(1)对客运飞机行驶路线上是否存在无人机对象进行检测，以在存在无人机对象时，执行对无人机的无线控制信号的无线干扰，使得无人机快速偏离客运飞机的行驶路线；
(2)基于视觉采集和分析模式实现对无人机对象的精确辨识。
具体实施方式
下面将对本发明的自动化无线信号数据干扰系统及方法的实施方案进行详细说明。
无线通信(英语：Wireless communication)是指多个节点间不经由导体或缆线传播进行的远距离传输通讯，利用收音机、无线电等都可以进行无线通讯。
无线通讯包括各种固定式、移动式和便携式应用，例如双向无线电、手机、个人数码助理及无线网络。其他无线电无线通讯的例子还有GPS、车库门遥控器、无线鼠标等。
大部分无线通讯技术会用到无线电，包括距离只到数米的Wi-fi，也包括和航海家1号通讯、距离超过数百万公里的深空网络。但有些无线通讯的技术不使用无线电，而是使用其他的电磁波无线技术，例如光、磁场、电场等。
目前，客运飞机由于运载乘客较多，其安全性能受到广泛的关注，各大客运飞机厂商为了争夺市场份额，在飞机的控制机构、飞行机构、材料制造等方面下足了功夫。然而，飞行环境是千变万化的，例如，即使小小的无人机对象也会对客运飞机的飞行带来风险，然而，目前缺乏对这一风险点的关注和防控。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种自动化无线信号数据干扰系统及方法，能够有效解决相应的技术问题。
根据本发明实施方案示出的自动化无线信号数据干扰系统包括：
图像采集设备，设置在客运飞机的前端，用于对客运飞机的前方场景执行超清图像采集，以获得超清场景图像；
无线干扰设备，位于客运飞机的机身上，用于在接收到机体识别指令时，向客运飞机的前方发送无线干扰信号以实现对前方无人机的无线收发信号的干扰；
所述无线干扰设备还用于在接收到机体未识别指令时，停止向客运飞机的前方发送无线干扰信号；
对数增强设备，与所述图像采集设备连接，用于接收所述超清场景图像，对接收到的所述超清场景图像执行基于对数变换的图像增强处理，以获得增强处理图像；
图像渲染设备，与所述对数增强设备连接，用于接收所述增强处理图像，对所述增强处理图像执行图像渲染处理，以获得现场渲染图像；
几何均值滤波设备，与所述图像渲染设备连接，用于对所述现场渲染图像执行几何均值滤波处理，以获得相应的几何均值滤波图像；
多项式插值设备，与所述几何均值滤波设备连接，用于对接收到的几何均值滤波图像执行三次多项式插值处理，以获得多项式插值图像；
机体解析设备，分别与所述多项式插值设备和所述无线干扰设备连接，用于基于基准无人机图案对所述多项式插值图像中是否存在无人机对象进行解析，以相应发出机体识别指令或机体未识别指令；
机载存储设备，设置在客运飞机的控制台内，与所述机体解析设备连接，用于存储所述基准无人机图案；
其中，所述基准无人机图案为预先对出厂状态下的无人机进行拍摄的只包括无人机的图像。
接着，继续对本发明的自动化无线信号数据干扰系统的具体结构进行进一步的说明。
所述自动化无线信号数据干扰系统中还可以包括：
数量识别设备，与所述多项式插值设备连接，用于接收所述多项式插值图像，并获得所述多项式插值图像的每一行的像素点的数量以作为图像长度输出；
即时切分设备，与所述数量识别设备连接，用于确定与所述图像长度成正比的用于图像切分的碎片面积大小，并基于确定的碎片对所述多项式插值图像执行切分以获得多个子图像。
所述自动化无线信号数据干扰系统中还可以包括：
数据采集设备，与所述即时切分设备连接，用于接收多项式插值图像的各个子图像，获取各个子图像的各个锐化等级，对所述各个锐化等级进行均值计算以输出相应的参考性锐化等级；
自适应调整设备，与所述数据采集设备连接，用于对所述多项式插值图像中对象面积超过预设面积阈值的每一个子图像执行以下动作：基于所述参考性锐化等级对所述子图像执行边缘锐化处理以获得处理后子图像，所述参考性锐化等级越低，对所述子图像执行边缘锐化处理的强度越高。
所述自动化无线信号数据干扰系统中还可以包括：
信号整合设备，分别与所述机体解析设备、所述自适应调整设备和所述数据采集设备连接，用于将所述多项式插值图像中各个处理后子图像以及所述多项式插值图像中对象面积未超过预设面积阈值的各个子图像进行图像整合以获得所述多项式插值图像对应的整合处理图像，并将所述整合处理图像替换所述多项式插值图像发送给所述机体解析设备。
所述自动化无线信号数据干扰系统中：
所述多项式插值图像中对象面积超过预设面积阈值的子图像为其中对象所占据的像素点的数量超过与所述预设面积阈值对应的像素点数量的子图像；
其中，所述数量识别设备和所述即时切分设备使用同一石英振荡设备以获得不同频率的时钟信号。
根据本发明实施方案示出的自动化无线信号数据干扰方法包括：
使用图像采集设备，设置在客运飞机的前端，用于对客运飞机的前方场景执行超清图像采集，以获得超清场景图像；
使用无线干扰设备，位于客运飞机的机身上，用于在接收到机体识别指令时，向客运飞机的前方发送无线干扰信号以实现对前方无人机的无线收发信号的干扰；
所述无线干扰设备还用于在接收到机体未识别指令时，停止向客运飞机的前方发送无线干扰信号；
使用对数增强设备，与所述图像采集设备连接，用于接收所述超清场景图像，对接收到的所述超清场景图像执行基于对数变换的图像增强处理，以获得增强处理图像；
使用图像渲染设备，与所述对数增强设备连接，用于接收所述增强处理图像，对所述增强处理图像执行图像渲染处理，以获得现场渲染图像；
使用几何均值滤波设备，与所述图像渲染设备连接，用于对所述现场渲染图像执行几何均值滤波处理，以获得相应的几何均值滤波图像；
使用多项式插值设备，与所述几何均值滤波设备连接，用于对接收到的几何均值滤波图像执行三次多项式插值处理，以获得多项式插值图像；
使用机体解析设备，分别与所述多项式插值设备和所述无线干扰设备连接，用于基于基准无人机图案对所述多项式插值图像中是否存在无人机对象进行解析，以相应发出机体识别指令或机体未识别指令；
使用机载存储设备，设置在客运飞机的控制台内，与所述机体解析设备连接，用于存储所述基准无人机图案；
其中，所述基准无人机图案为预先对出厂状态下的无人机进行拍摄的只包括无人机的图像。
接着，继续对本发明的自动化无线信号数据干扰方法的具体步骤进行进一步的说明。
所述自动化无线信号数据干扰方法还可以包括：
使用数量识别设备，与所述多项式插值设备连接，用于接收所述多项式插值图像，并获得所述多项式插值图像的每一行的像素点的数量以作为图像长度输出；
使用即时切分设备，与所述数量识别设备连接，用于确定与所述图像长度成正比的用于图像切分的碎片面积大小，并基于确定的碎片对所述多项式插值图像执行切分以获得多个子图像。
所述自动化无线信号数据干扰方法还可以包括：
使用数据采集设备，与所述即时切分设备连接，用于接收多项式插值图像的各个子图像，获取各个子图像的各个锐化等级，对所述各个锐化等级进行均值计算以输出相应的参考性锐化等级；
使用自适应调整设备，与所述数据采集设备连接，用于对所述多项式插值图像中对象面积超过预设面积阈值的每一个子图像执行以下动作：基于所述参考性锐化等级对所述子图像执行边缘锐化处理以获得处理后子图像，所述参考性锐化等级越低，对所述子图像执行边缘锐化处理的强度越高。
所述自动化无线信号数据干扰方法还可以包括：
使用信号整合设备，分别与所述机体解析设备、所述自适应调整设备和所述数据采集设备连接，用于将所述多项式插值图像中各个处理后子图像以及所述多项式插值图像中对象面积未超过预设面积阈值的各个子图像进行图像整合以获得所述多项式插值图像对应的整合处理图像，并将所述整合处理图像替换所述多项式插值图像发送给所述机体解析设备。
所述自动化无线信号数据干扰方法中：
所述多项式插值图像中对象面积超过预设面积阈值的子图像为其中对象所占据的像素点的数量超过与所述预设面积阈值对应的像素点数量的子图像；
其中，所述数量识别设备和所述即时切分设备使用同一石英振荡设备以获得不同频率的时钟信号。
另外，图像滤波，即在尽量保留图像细节特征的条件下对目标图像的噪声进行抑制，是图像预处理中不可缺少的操作，其处理效果的好坏将直接影响到后续图像处理和分析的有效性和可靠性。
由于成像系统、传输介质和记录设备等的不完善，数字图像在其形成、传输记录过程中往往会受到多种噪声的污染。另外，在图像处理的某些环节当输入的像对象并不如预想时也会在结果图像中引入噪声。这些噪声在图像上常表现为一引起较强视觉效果的孤立像素点或像素块。一般，噪声信号与要研究的对象不相关它以无用的信息形式出现，扰乱图像的可观测信息。对于数字图像信号，噪声表为或大或小的极值，这些极值通过加减作用于图像像素的真实灰度值上，对图像造成亮、暗点干扰，极大降低了图像质量，影响图像复原、分割、特征提取、图像识别等后继工作的进行。要构造一种有效抑制噪声的滤波器必须考虑两个基本问题：能有效地去除目标和背景中的噪声；同时，能很好地保护图像目标的形状、大小及特定的几何和拓扑结构特征。
常用的图像滤波模式中的一种是，非线性滤波器，一般说来，当信号频谱与噪声频谱混叠时或者当信号中含有非叠加性噪声时如由系统非线性引起的噪声或存在非高斯噪声等)，传统的线性滤波技术，如傅立变换，在滤除噪声的同时，总会以某种方式模糊图像细节(如边缘等)进而导致像线性特征的定位精度及特征的可抽取性降低。而非线性滤波器是基于对输入信号的一种非线性映射关系，常可以把某一特定的噪声近似地映射为零而保留信号的要特征，因而其在一定程度上能克服线性滤波器的不足之处。
最后应注意到的是，在本发明各个实施例中的各功能设备可以集成在一个处理设备中，也可以是各个设备单独物理存在，也可以两个或两个以上设备集成在一个设备中。
所述功能如果以软件功能设备的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM， Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种自动化无线信号数据干扰系统，其特征在于，所述系统包括：
图像采集设备，设置在客运飞机的前端，用于对客运飞机的前方场景执行超清图像采集，以获得超清场景图像；
无线干扰设备，位于客运飞机的机身上，用于在接收到机体识别指令时，向客运飞机的前方发送无线干扰信号以实现对前方无人机的无线收发信号的干扰；
所述无线干扰设备还用于在接收到机体未识别指令时，停止向客运飞机的前方发送无线干扰信号；
对数增强设备，与所述图像采集设备连接，用于接收所述超清场景图像，对接收到的所述超清场景图像执行基于对数变换的图像增强处理，以获得增强处理图像；
图像渲染设备，与所述对数增强设备连接，用于接收所述增强处理图像，对所述增强处理图像执行图像渲染处理，以获得现场渲染图像；
几何均值滤波设备，与所述图像渲染设备连接，用于对所述现场渲染图像执行几何均值滤波处理，以获得相应的几何均值滤波图像；
多项式插值设备，与所述几何均值滤波设备连接，用于对接收到的几何均值滤波图像执行三次多项式插值处理，以获得多项式插值图像；
机体解析设备，分别与所述多项式插值设备和所述无线干扰设备连接，用于基于基准无人机图案对所述多项式插值图像中是否存在无人机对象进行解析，以相应发出机体识别指令或机体未识别指令；
机载存储设备，设置在客运飞机的控制台内，与所述机体解析设备连接，用于存储所述基准无人机图案；
其中，所述基准无人机图案为预先对出厂状态下的无人机进行拍摄的只包括无人机的图像。
2.如权利要求1所述的自动化无线信号数据干扰系统，其特征在于，所述系统还包括：
数量识别设备，与所述多项式插值设备连接，用于接收所述多项式插值图像，并获得所述多项式插值图像的每一行的像素点的数量以作为图像长度输出；
即时切分设备，与所述数量识别设备连接，用于确定与所述图像长度成正比的用于图像切分的碎片面积大小，并基于确定的碎片对所述多项式插值图像执行切分以获得多个子图像。
3.如权利要求2所述的自动化无线信号数据干扰系统，其特征在于，所述系统还包括：
数据采集设备，与所述即时切分设备连接，用于接收多项式插值图像的各个子图像，获取各个子图像的各个锐化等级，对所述各个锐化等级进行均值计算以输出相应的参考性锐化等级；
自适应调整设备，与所述数据采集设备连接，用于对所述多项式插值图像中对象面积超过预设面积阈值的每一个子图像执行以下动作：基于所述参考性锐化等级对所述子图像执行边缘锐化处理以获得处理后子图像，所述参考性锐化等级越低，对所述子图像执行边缘锐化处理的强度越高。
4.如权利要求3所述的自动化无线信号数据干扰系统，其特征在于，所述系统还包括：
信号整合设备，分别与所述机体解析设备、所述自适应调整设备和所述数据采集设备连接，用于将所述多项式插值图像中各个处理后子图像以及所述多项式插值图像中对象面积未超过预设面积阈值的各个子图像进行图像整合以获得所述多项式插值图像对应的整合处理图像，并将所述整合处理图像替换所述多项式插值图像发送给所述机体解析设备。
5.如权利要求4所述的自动化无线信号数据干扰系统，其特征在于：
所述多项式插值图像中对象面积超过预设面积阈值的子图像为其中对象所占据的像素点的数量超过与所述预设面积阈值对应的像素点数量的子图像；
其中，所述数量识别设备和所述即时切分设备使用同一石英振荡设备以获得不同频率的时钟信号。
6.一种自动化无线信号数据干扰方法，其特征在于，所述方法包括：
使用图像采集设备，设置在客运飞机的前端，用于对客运飞机的前方场景执行超清图像采集，以获得超清场景图像；
使用无线干扰设备，位于客运飞机的机身上，用于在接收到机体识别指令时，向客运飞机的前方发送无线干扰信号以实现对前方无人机的无线收发信号的干扰；
所述无线干扰设备还用于在接收到机体未识别指令时，停止向客运飞机的前方发送无线干扰信号；
使用对数增强设备，与所述图像采集设备连接，用于接收所述超清场景图像，对接收到的所述超清场景图像执行基于对数变换的图像增强处理，以获得增强处理图像；
使用图像渲染设备，与所述对数增强设备连接，用于接收所述增强处理图像，对所述增强处理图像执行图像渲染处理，以获得现场渲染图像；
使用几何均值滤波设备，与所述图像渲染设备连接，用于对所述现场渲染图像执行几何均值滤波处理，以获得相应的几何均值滤波图像；
使用多项式插值设备，与所述几何均值滤波设备连接，用于对接收到的几何均值滤波图像执行三次多项式插值处理，以获得多项式插值图像；
使用机体解析设备，分别与所述多项式插值设备和所述无线干扰设备连接，用于基于基准无人机图案对所述多项式插值图像中是否存在无人机对象进行解析，以相应发出机体识别指令或机体未识别指令；
使用机载存储设备，设置在客运飞机的控制台内，与所述机体解析设备连接，用于存储所述基准无人机图案；
其中，所述基准无人机图案为预先对出厂状态下的无人机进行拍摄的只包括无人机的图像。
7.如权利要求6所述的自动化无线信号数据干扰方法，其特征在于，所述方法还包括：
使用数量识别设备，与所述多项式插值设备连接，用于接收所述多项式插值图像，并获得所述多项式插值图像的每一行的像素点的数量以作为图像长度输出；
使用即时切分设备，与所述数量识别设备连接，用于确定与所述图像长度成正比的用于图像切分的碎片面积大小，并基于确定的碎片对所述多项式插值图像执行切分以获得多个子图像。
8.如权利要求7所述的自动化无线信号数据干扰方法，其特征在于，所述方法还包括：
使用数据采集设备，与所述即时切分设备连接，用于接收多项式插值图像的各个子图像，获取各个子图像的各个锐化等级，对所述各个锐化等级进行均值计算以输出相应的参考性锐化等级；
使用自适应调整设备，与所述数据采集设备连接，用于对所述多项式插值图像中对象面积超过预设面积阈值的每一个子图像执行以下动作：基于所述参考性锐化等级对所述子图像执行边缘锐化处理以获得处理后子图像，所述参考性锐化等级越低，对所述子图像执行边缘锐化处理的强度越高。
9.如权利要求8所述的自动化无线信号数据干扰方法，其特征在于，所述方法还包括：
使用信号整合设备，分别与所述机体解析设备、所述自适应调整设备和所述数据采集设备连接，用于将所述多项式插值图像中各个处理后子图像以及所述多项式插值图像中对象面积未超过预设面积阈值的各个子图像进行图像整合以获得所述多项式插值图像对应的整合处理图像，并将所述整合处理图像替换所述多项式插值图像发送给所述机体解析设备。
10.如权利要求9所述的自动化无线信号数据干扰方法，其特征在于：
所述多项式插值图像中对象面积超过预设面积阈值的子图像为其中对象所占据的像素点的数量超过与所述预设面积阈值对应的像素点数量的子图像；
其中，所述数量识别设备和所述即时切分设备使用同一石英振荡设备以获得不同频率的时钟信号。
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