CN117848169B - 一种基于双站交会的炸点时刻自动检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及运动目标检测技术领域,具体提供一种基于双站交会的炸点时刻自动检测系统及方法,系统包括两个测量站、一个中心站和一个中心指示器,通过两个测量站实时采集低速图像,并采用融合背景减法进行自动检测,当有目标经过则记录目标在低速图像中的目标位置并发送给中心站,当任务结束后,中心站将两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算粗略炸点时刻,判断目标消失时刻,两个测量站下载目标消失时刻前后预设时间内的高速光口图像,再次检测目标,如果有目标经过则记录目标在高速光口图像中的目标位置,中心站再次将两个测量站的目标数据进行交会计算,确定出精确炸点时刻,能够排除绝大多数的干扰目标,提高检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及运动目标检测技术领域,具体提供一种基于双站交会的炸点时刻自动检测系统及方法。
背景技术
炮弹炸点检测是武器测试与评估系统中重要的一个环节。通过检测炮弹落点的准确位置,可以评估武器的精确度、调整炮弹的轨道以及提高射击命中率。这对于提高军队的作战能力和打击效果具有至关重要的作用。
炮弹炸点时刻检测方法通常根据炮弹的类型和炸药的类型,确定合适的炸点时刻检测装置,例如高速可见摄像机、红外热像仪等。在炮弹发射前,将炸点时刻检测装置放置在炸点附近,并确保其能够正确地捕捉到炸点时刻的图像或信号。在炮弹发射后,通过观察炸点时刻检测装置捕捉到的图像或信号,检测运动目标的轨迹,记录下炸点时刻的数据,用于后续的分析和处理。炮弹炸点检测的重点与难点在于快速运动目标的高精度定位。
图像中运动目标检测方法通常包括帧差法、光流法和背景减法等。帧差法,即对图像序列中相邻两帧图像做差分,当监控场景中出现运动目标时,能够获取目标的轮廓信息。帧差法的优点是算法实现简单,缺点可能会出现轮廓提取不准确,丢失信息等问题。光流法是一种通过分析图像序列中像素强度的时域变化和相关性来确定各自像素运动的方法。光流法的计算非常复杂,需要大量的计算资源和时间,其次,光流法对光线变化敏感,识别效果不稳定。背景减法的基本原理是将当前帧与背景参考模型做减法,以找出与背景图像像素差异超过一定阈值的区域作为运动区域。背景减法是一种简单而有效的运动目标检测方法,通过合适的背景建模和背景更新方法,可以实现准确的运动目标检测。背景减法对背景建模的要求较高,如果模型选择不当或参数设置不合理,可能会导致目标检测错误。
综上,现有技术存在难以针对炮弹炸点进行高精度快速识别的技术问题。
发明内容
本发明为解决上述问题,提供了一种基于双站交会的炸点时刻自动检测系统及方法,能够排除绝大多数的干扰目标,提高检测精度,克服传统炮弹图像检测不准确的问题。
第一方面,本发明提供一种基于双站交会的炸点时刻自动检测系统,包括两个测量站、一个中心站和一个中心指示器;
所述测量站包括:
高速光学设备,用于采集并输出的高速光口图像;
图像存储器,用于对所述高速光学设备输出高速光口图像数据进行实时采集、无压记录、实时图像显示和事后数据回放及下载,并通过HD-SDI接口实时输出低速图像,接收BD/GPS时统模块的时统信息,并将所述时统信息叠加到所述高速光口图像中。
高精度转台,用于承载所述高速光学设备,用来调整所述高速光学设备的方位和俯仰两个自由度的转动;
近程处理器,主要完成对所述高精度转台、所述高速光学设备、所述图像存储器进行控制,并与所述中心站的处理器进行通信,采集所述低速图像进行运动目标检测,记录目标在所述低速图像中的位置以及所述高速光口图像中叠加的时统信息,发送给所述中心站,接收所述中心站计算的粗略炸点时刻,下载所述粗略炸点时刻前后一段时间内的所述高速光口图像,再次进行运动目标检测,记录目标在所述高速光口图像中的位置以及所述高速光口图像中叠加的时统信息,发送给所述中心站;
第一数传模块,用于实现所述测量站和所述中心站之间的通信;
定位定向模块,用于对两个测量站进行精准定位定向,采用载波相位差分技术进行设计,包括基准站和移动站组,所述基准站设在所述中心指示器的顶端,所述移动站设置在所述测量站上,所述移动站的接收机通过接收所述基准站发射的定位定向信号并对所述定位定向信号的载波相位观测量的差分值进行实时解算,得出所述测量站所处位置的实时厘米级位置信息;
BD/GPS时统模块,用于通过卫星授时实现所述测量站的多台高速光学设备同步触发采样并进行B码的解码,为所述图像存储器授时;
载车,用于承载测量站的硬件设备,提供机动部署、快速转场能力;
所述中心站包括:
远程工作站,用于完成设备标定,对所述高速光学设备的工作模式控制,实现远程管理,并对所述高精度转台的控制,对所述低速图像中检测出的目标进行交会计算,拟合目标运动轨迹,排除干扰目标,计算粗略炸点时刻,再次对所述测量站提供的所述高速光口图像中检测出的目标进行交会计算,拟合目标运动轨迹,排除干扰目标,计算精确炸点时刻;
第二数传模块,用于实现所述测量站和所述中心站之间的通信;
所述中心指示器用于标定所述高速光学设备的内外部参数,所述中心指示器具有定位模块。
作为一种优选的方案,所述测量站还包括补光设备,所述补光设备用于在微光环境下提供光线,以增强所述高速光学设备的视觉感知能力。
作为一种优选的方案,所述定位定向模块采用双天线设计,放置在所述高精度转台的俯仰轴的两端。
第二方面,本发明提供一种基于双站交会的炸点时刻自动检测方法,应用于上述的基于双站交会的炸点时刻自动检测系统,所述方法包括:
将两个测量站布设在相距炸点的预设距离处;
中心站对所述两个测量站中高速光学设备分别进行标定;
所述两个测量站实时采集低速图像,并采用融合背景减法进行自动检测,记录是否有目标经过,当有目标经过则记录目标在所述低速图像中的目标位置,并将目标位置发送给中心站;
当任务结束后,所述中心站将所述两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算粗略炸点时刻,判断目标消失时刻,发送给所述两个测量站;
所述两个测量站下载目标消失时刻前后预设时间内的高速光口图像,再次检测目标,记录是否有目标经过,如果有目标经过则记录目标在所述高速光口图像中的目标位置,并将所述目标位置发送给所述中心站;
所述中心站再次将所述两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算出精确炸点时刻。
作为一种优选的方案,所述将两个测量站布设在相距炸点的预设距离处,包括:
根据任务需求,测量站中的高速光学设备采用2×3组合模式或6×1组合模式,两个测量站基线距离为1.4km,视场中心距离基线的垂直距离为1km,两个测量站的定位定向模块进行载波相位差分RTK定位,平台调平,当目标进入监测视场范围时,两台测量站分别捕获目标落地前的景象。
作为一种优选的方案,所述中心站对所述两个测量站中高速光学设备分别进行标定,包括:
以所述中心指示器为原点,建立视场中心东北天坐标系,标定出所述测量站的高速光学设备到东北天坐标系的外参矩阵,包括高速光学设备到转台的外参矩阵、高精度转台到定位天线的外参矩阵,和定位天线到视场中心东北天坐标系的外参矩阵,根据定向定位模块给出的所述中心指示器的指示器定位数据、所述高精度转台的转台定位数据和指向、以及高速光学设备与高精度转台的外参,计算出高速光学设备的外参矩阵,多次转动所述高精度转台记录所述中心指示器在所述高速光学设备中的位置,与通过所述外参矩阵计算出所述中心指示器位置进行对比,完成外参矩阵计算的正确性验证。
作为一种优选的方案,所述两个测量站实时采集低速图像,并采用融合背景减法进行自动检测,记录是否有目标经过,当有目标经过则记录目标在所述低速图像中的目标位置,并将目标位置发送给中心站,包括:
混合高斯背景减法使用多个高斯模型来表征所述低速图像中各个像素点的特征,在新一帧低速图像获得后更新混合高斯模型,用当前低速图像中的每个像素点与混合高斯模型匹配,如果成功则判定当前像素点为背景点,否则所述当前像素点为前景点。
作为一种优选的方案,所述当任务结束后,所述中心站将所述两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算粗略炸点时刻,判断目标消失时刻,发送给所述两个测量站,包括:
所述中心站同时分析开始自动检测到任务结束时间段内的目标检测结果,根据系统内参与外参计算目标在三维空间中的目标位置,拟合目标在空间中的轨迹,计算粗略炸点时刻,排除干扰目标,获得目标轨迹消失的时刻。
作为一种优选的方案,所述两个测量站下载目标消失时刻前后预设时间内的高速光口图像,再次检测目标,记录是否有目标经过,如果有目标经过则记录目标在所述高速光口图像中的目标位置,并将目标位置发送给所述中心站,包括:
所述两个测量站分别下载图像存储器中存储的高速光口图像,目标轨迹消失的时刻的前200帧开始到后100帧结束,再次应用混合高斯背景减法进行目标检测,如果有目标经过则记录目标在所述高速光口图像中的目标位置,并将目标位置发送给所述中心站。
作为一种优选的方案,所述中心站再次将所述两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算出精确炸点时刻,包括:
所述中心站同时分析高速图像目标检测结果,根据系统内参与外参计算目标在三维空间中的目标位置,拟合目标在空间中的轨迹,排除干扰目标,计算出精确炸点时刻。
与现有技术相比,本发明能够取得如下有益效果:
本发明实施中提供了一种基于双站交会的炸点时刻自动检测系统,包括两个测量站、一个中心站和一个中心指示器,通过两个测量站实时采集低速图像,并采用融合背景减法进行自动检测,当有目标经过则记录目标在低速图像中的目标位置并发送给中心站,当任务结束后,中心站将两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算粗略炸点时刻,判断目标消失时刻,两个测量站下载目标消失时刻前后预设时间内的高速光口图像,再次检测目标,如果有目标经过则记录目标在高速光口图像中的目标位置,中心站再次将两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算出精确炸点时刻,能够排除绝大多数的干扰目标,提高检测精度。
附图说明
图1是根据本发明实施例提供的基于双站交会的炸点时刻自动检测系统的结构框图;
图2是根据本发明实施例提供的基于双站交会的炸点时刻自动检测系统中外参矩阵验证的示意图;
图3是根据本发明实施例提供的基于双站交会的炸点时刻自动检测方法的流程示意图。
其中的附图标记包括:
测量站10、高速光学设备11、图像存储器12、高精度转台13、近程处理器14、第一数传模块15、定位定向模块16、BD/GPS时统模块17、补光设备18、载车19、中心站20、远程工作站21、第二数传模块22、中心指示器30。
具体实施方式
在下文中,将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中,相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下,它们的名称和功能也相同。因此,将不重复其详细描述。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,而不构成对本发明的限制。
结合图1-图2所示,本发明实施例中提供一种基于双站交会的炸点时刻自动检测系统,包括两个测量站10、一个中心站20和一个中心指示器30;
两个测量站10采用相同的设置,针对每个测量站10,测量站10可以包括:
高速光学设备11,用于采集并输出的高速光口图像,采用高帧率高灵敏度芯片,实现光口高速图像输出,具备自动曝光、自动增益、透雾增强功能以及边缘增强功能等。
图像存储器12,用于对高速光学设备11输出高速光口图像数据进行实时采集、无压记录、实时图像显示和事后数据回放及下载,并通过HD-SDI接口实时输出低速图像,接收BD/GPS时统模块17的时统信息,并将所述时统信息叠加到所述高速光口图像中。
高精度转台13,用于承载所述高速光学设备11,用来调整所述高速光学设备的方位和俯仰两个自由度的转动,作为高速光学设备11的承载体,可实现高速光学设备11的方位和俯仰两个自由度的转动。高精度转台13在设计时,可以进一步考虑防风、防尘的功能,并对结构支撑的零部件进行轻量化设计,可适应环境温度变化,同时在转台上设计调试口和检测口,提高转台的维修维护性能。
近程处理器14,主要完成对所述高精度转台13、所述高速光学设备11、所述图像存储器12进行控制,并与所述中心站的处理器进行通信,采集所述低速图像进行运动目标检测,记录目标在所述低速图像中的位置以及所述高速光口图像中叠加的时统信息,发送给所述中心站,接收所述中心站20计算的粗略炸点时刻,下载所述粗略炸点时刻前后一段时间内的所述高速光口图像,再次进行运动目标检测,记录目标在所述高速光口图像中的位置以及所述高速光口图像中叠加的时统信息,发送给所述中心站20。
第一数传模块15,用于实现所述测量站10和所述中心站之间的通信,可以依靠场地光纤网络进行通信,当场地光纤网络不满足需求或在拍摄中发生紧急故障,且测量站10布设距离较近时,也可使用测量站10携带的网桥设备进行无线通信,所以可以采用光纤和无线两种设计同时存在的模式,第一数传模块15负责测量站10和中心站20之间的通讯控制功能,包括图像和数据的传送,第一数传模块15主要包括万兆网交换机、万兆网卡和无线网桥组成。
定位定向模块16,用于对两个测量站10进行精准定位定向,采用载波相位差分技术进行设计,包括基准站(图中未示出)和移动站组(图中未示出),所述基准站设在所述中心指示器30的顶端,所述移动站设置在所述测量站10上,所述移动站的接收机通过接收所述基准站发射的定位定向信号并对所述定位定向信号的载波相位观测量的差分值进行实时解算,可以得出所述测量站10所处位置的实时厘米级位置信息。
BD/GPS时统模块17,用于通过卫星授时实现所述测量站10的多台高速光学设备11同步触发采样并进行B码的解码,为所述图像存储器12授时。
载车19,用于承载测量站10的硬件设备,硬件设备即上述所列的相关模块及设备,通过载车19可以提供测量站10机动部署和快速转场能力。
所述中心站20包括:
远程工作站21,用于完成设备标定,对所述高速光学设备11的工作模式控制,实现远程管理,并对所述高精度转台13的控制,对所述低速图像中检测出的目标进行交会计算,拟合目标运动轨迹,排除干扰目标,计算粗略炸点时刻,再次对所述测量站10提供的所述高速光口图像中检测出的目标进行交会计算,拟合目标运动轨迹,排除干扰目标,计算精确炸点时刻;
第二数传模块22,用于实现所述测量站10和所述中心站20之间的通信,第一数传模块15和第二数传模块22可以采用相同的功能设计,实现通信连接。
所述中心指示器30用于标定所述高速光学设备11的内外部参数,所述中心指示器30具有定位模块,定位模块(图中未示出)可以采用GPS定位或北斗定位的方式,对此不做限定。
在微光环境下,光线不足可能导致高速光学设备无法采集到目标图像,测量站10还可以包括补光设备18,补光设备18可以在微光环境下提供光线,以增强所述高速光学设备11的视觉感知能力。
具体地,定位定向模块16采用双天线设计,放置在所述高精度转台13的俯仰轴的两端,用来获得测量站10的指向。
本实施例中,基于双站交会的炸点时刻自动检测系统可以由两个测量站10、一个中心站20和一个中心指示器30组成。每个测量站10包括载车19、高精度转台13、六台高速光学设备11、六台图像存储器12、1套近程处理器14、第一数传模块15、第二数传模块22、定位定向模块16、BD/GPS时统模块17、补光设备18。高速光学设备11安装在高精度转台13中间,左右对称,定位定向模块16具有两个天线,分别安装在高精度转台13左右两侧,中心对称。高精度转台13安装在载车后部,可与载车底盘分离,独立调平。BD/GPS时统模块17同时输出六路外触发信号,控制相机采集,保证高速光学设备11同步触发,并将B码时间信息发给图像存储器12,图像存储器12将时间信息叠加到图像的最后一行,供事后分析,中心站主要由远程工作站21、第二数传模块22等组成。
本发明实施中提供了一种基于双站交会的炸点时刻自动检测系统,包括两个测量站、一个中心站和一个中心指示器,通过两个测量站实时采集低速图像,并采用融合背景减法进行自动检测,当有目标经过则记录目标在低速图像中的目标位置并发送给中心站,当任务结束后,中心站将两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算粗略炸点时刻,判断目标消失时刻,两个测量站下载目标消失时刻前后预设时间内的高速光口图像,再次检测目标,如果有目标经过则记录目标在高速光口图像中的目标位置,中心站再次将两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算出精确炸点时刻,能够排除绝大多数的干扰目标,提高检测精度。
相应地,本发明实施例中还提供一种基于双站交会的炸点时刻自动检测方法,应用于上述的基于双站交会的炸点时刻自动检测系统,所述方法包括:
S101、将两个测量站布设在相距炸点的预设距离处。
S102、中心站对所述两个测量站中高速光学设备分别进行标定;
S103、所述两个测量站实时采集低速图像,并采用融合背景减法进行自动检测,记录是否有目标经过,当有目标经过则记录目标在所述低速图像中的目标位置,并将目标位置发送给中心站。
S104、当任务结束后,所述中心站将所述两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算粗略炸点时刻,判断目标消失时刻,发送给所述两个测量站。
S105、所述两个测量站下载目标消失时刻前后预设时间内的高速光口图像,再次检测目标,记录是否有目标经过,如果有目标经过则记录目标在所述高速光口图像中的目标位置,并将所述目标位置发送给所述中心站。
S106、所述中心站再次将所述两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算出精确炸点时刻。
在一些实施例中,S101中所述将两个测量站布设在相距炸点的预设距离处,包括:
根据任务需求,测量站中的高速光学设备采用2×3组合模式或6×1组合模式,两个测量站基线距离可以为1.4km,预设距离即视场中心距离基线的垂直距离可以为1km,两个测量站的定位定向模块进行载波相位差分RTK定位,平台调平,当目标进入监测视场范围时,两台测量站分别捕获目标落地前的景象。
在一些实施例中,S102中所述中心站对所述两个测量站中高速光学设备分别进行标定,包括:
结合图3所示,以所述中心指示器为原点,建立视场中心东北天坐标系,标定出所述测量站的高速光学设备到东北天坐标系的外参矩阵,包括高速光学设备到转台的外参矩阵、高精度转台到定位天线的外参矩阵,和定位天线到视场中心东北天坐标系的外参矩阵,根据定向定位模块给出的所述中心指示器的指示器定位数据、所述高精度转台的转台定位数据和指向、以及高速光学设备与高精度转台的外参,计算出高速光学设备的外参矩阵,多次转动所述高精度转台记录所述中心指示器在所述高速光学设备中的位置,与通过所述外参矩阵计算出所述中心指示器位置进行对比,完成外参矩阵计算的正确性验证,如图3所示。
在一些实施例中,S103中所述两个测量站实时采集低速图像,并采用融合背景减法进行自动检测,记录是否有目标经过,当有目标经过则记录目标在所述低速图像中的目标位置,并将目标位置发送给中心站,包括:
混合高斯背景减法使用多个高斯模型来表征所述低速图像中各个像素点的特征,在新一帧低速图像获得后更新混合高斯模型,用当前低速图像中的每个像素点与混合高斯模型匹配,如果成功则判定当前像素点为背景点,否则所述当前像素点为前景点,当有目标经过则记录目标在所述低速图像中的目标位置,并将目标位置发送给中心站。
在一些实施例中,S104中所述当任务结束后,所述中心站将所述两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算粗略炸点时刻,判断目标消失时刻,发送给所述两个测量站,包括:
所述中心站同时分析开始自动检测到任务结束时间段内的目标检测结果,根据系统内参与外参计算目标在三维空间中的目标位置,拟合目标在空间中的轨迹,计算粗略炸点时刻,排除干扰目标,获得目标轨迹消失的时刻,发送给所述两个测量站。
在一些实施例中,S105中所述两个测量站下载目标消失时刻前后预设时间内的高速光口图像,再次检测目标,记录是否有目标经过,如果有目标经过则记录目标在所述高速光口图像中的目标位置,并将目标位置发送给所述中心站,包括:
两个测量站分别下载图像存储器中存储的高速光口图像,预设时间可以为目标轨迹消失的时刻的前200帧开始到后100帧结束,再次应用混合高斯背景减法进行目标检测,如果有目标经过则记录目标在所述高速光口图像中的目标位置,并将目标位置发送给所述中心站。
在一些实施例中,S106中所述中心站再次将所述两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算出精确炸点时刻,包括:
所述中心站同时分析高速图像目标检测结果,根据系统内参与外参计算目标在三维空间中的目标位置,拟合目标在空间中的轨迹,排除干扰目标,计算出精确炸点时刻。
本发明实施中提供了一种基于双站交会的炸点时刻自动检测系统,包括两个测量站、一个中心站和一个中心指示器,通过两个测量站实时采集低速图像,并采用融合背景减法进行自动检测,当有目标经过则记录目标在低速图像中的目标位置并发送给中心站,当任务结束后,中心站将两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算粗略炸点时刻,判断目标消失时刻,两个测量站下载目标消失时刻前后预设时间内的高速光口图像,再次检测目标,如果有目标经过则记录目标在高速光口图像中的目标位置,中心站再次将两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算出精确炸点时刻,能够排除绝大多数的干扰目标,提高检测精度。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制。本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于双站交会的炸点时刻自动检测系统,其特征在于,包括两个测量站、一个中心站和一个中心指示器;
测量站包括:
高速光学设备,用于采集并输出的高速光口图像;
图像存储器,用于对所述高速光学设备输出高速光口图像数据进行实时采集、无压记录、实时图像显示和事后数据回放及下载,并通过HD-SDI接口实时输出低速图像,接收BD/GPS时统模块的时统信息,并将所述时统信息叠加到所述高速光口图像中;
高精度转台,用于承载所述高速光学设备,用来调整所述高速光学设备的方位和俯仰两个自由度的转动;
近程处理器,主要完成对所述高精度转台、所述高速光学设备、所述图像存储器进行控制,并与所述中心站的处理器进行通信,采集所述低速图像进行运动目标检测,记录目标在所述低速图像中的位置以及所述高速光口图像中叠加的时统信息,发送给所述中心站,接收所述中心站计算的粗略炸点时刻,下载所述粗略炸点时刻前后一段时间内的所述高速光口图像,再次进行运动目标检测,记录目标在所述高速光口图像中的位置以及所述高速光口图像中叠加的时统信息,发送给所述中心站;
第一数传模块,用于实现所述测量站和所述中心站之间的通信;
定位定向模块,用于对两个测量站进行精准定位定向,采用载波相位差分技术进行设计,包括基准站和移动站组,所述基准站设在所述中心指示器的顶端,所述移动站设置在所述测量站上,所述移动站的接收机通过接收所述基准站发射的定位定向信号并对所述定位定向信号的载波相位观测量的差分值进行实时解算,得出所述测量站所处位置的实时厘米级位置信息;
BD/GPS时统模块,用于通过卫星授时实现所述测量站的多台高速光学设备同步触发采样并进行B码的解码,为所述图像存储器授时;
载车,用于承载测量站的硬件设备,提供机动部署、快速转场能力;
所述中心站包括:
远程工作站,用于完成设备标定,对所述高速光学设备的工作模式控制,实现远程管理,并对所述高精度转台的控制,对所述低速图像中检测出的目标进行交会计算,拟合目标运动轨迹,排除干扰目标,计算粗略炸点时刻,再次对所述测量站提供的所述高速光口图像中检测出的目标进行交会计算,拟合目标运动轨迹,排除干扰目标,计算精确炸点时刻;
第二数传模块,用于实现所述测量站和所述中心站之间的通信;
所述中心指示器用于标定所述高速光学设备的内外部参数,所述中心指示器具有定位模块。
2.根据权利要求1所述的基于双站交会的炸点时刻自动检测系统,其特征在于,所述测量站还包括补光设备,所述补光设备用于在微光环境下提供光线,以增强所述高速光学设备的视觉感知能力。
3.根据权利要求1所述的基于双站交会的炸点时刻自动检测系统,其特征在于,所述定位定向模块采用双天线设计,放置在所述高精度转台的俯仰轴的两端。
4.一种基于双站交会的炸点时刻自动检测方法,其特征在于,应用于权利要求1至3中任一项所述的基于双站交会的炸点时刻自动检测系统,所述方法包括:
将两个测量站布设在相距炸点的预设距离处;
中心站对所述两个测量站中高速光学设备分别进行标定;
所述两个测量站实时采集低速图像,并采用融合背景减法进行自动检测,记录是否有目标经过,当有目标经过则记录目标在所述低速图像中的位置,并将目标位置发送给中心站;
当任务结束后,所述中心站将所述两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算粗略炸点时刻,判断目标消失时刻,发送给所述两个测量站;
所述两个测量站下载目标消失时刻前后预设时间内的高速光口图像,再次检测目标,记录是否有目标经过,如果有目标经过则记录目标在所述高速光口图像中的目标位置,并将所述目标位置发送给所述中心站;
所述中心站再次将所述两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算出精确炸点时刻。
5.根据权利要求4所述的基于双站交会的炸点时刻自动检测方法,其特征在于,所述将两个测量站布设在相距炸点的预设距离处,包括:
根据任务需求,测量站中的高速光学设备采用2×3组合模式或6×1组合模式,两个测量站基线距离为1.4km,视场中心距离基线的垂直距离为1km,两个测量站的定位定向模块进行载波相位差分RTK定位,平台调平,当目标进入监测视场范围时,两台测量站分别捕获目标落地前的景象。
6.根据权利要求4所述的基于双站交会的炸点时刻自动检测方法,其特征在于,所述中心站对所述两个测量站中高速光学设备分别进行标定,包括:
以所述中心指示器为原点,建立视场中心东北天坐标系,标定出所述测量站的高速光学设备到东北天坐标系的外参矩阵,包括高速光学设备到转台的外参矩阵、高精度转台到定位天线的外参矩阵,和定位天线到视场中心东北天坐标系的外参矩阵,根据定向定位模块给出的所述中心指示器的指示器定位数据、所述高精度转台的转台定位数据和指向、以及高速光学设备与高精度转台的外参,计算出高速光学设备的外参矩阵,多次转动所述高精度转台记录所述中心指示器在所述高速光学设备中的位置,与通过所述外参矩阵计算出所述中心指示器位置进行对比,完成外参矩阵计算的正确性验证。
7.根据权利要求4所述的基于双站交会的炸点时刻自动检测方法,其特征在于,所述两个测量站实时采集低速图像,并采用融合背景减法进行自动检测,记录是否有目标经过,当有目标经过则记录目标在所述低速图像中的位置,并将目标位置发送给中心站,包括:
混合高斯背景减法使用多个高斯模型来表征所述低速图像中各个像素点的特征,在新一帧低速图像获得后更新混合高斯模型,用当前低速图像中的每个像素点与混合高斯模型匹配,如果成功则判定当前像素点为背景点,否则所述当前像素点为前景点。
8.根据权利要求4所述的基于双站交会的炸点时刻自动检测方法,其特征在于,所述当任务结束后,所述中心站将所述两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算粗略炸点时刻,判断目标消失时刻,发送给所述两个测量站,包括:
所述中心站同时分析开始自动检测到任务结束时间段内的目标检测结果,根据系统内参与外参计算目标在三维空间中的目标位置,拟合目标在空间中的轨迹,计算粗略炸点时刻,排除干扰目标,获得目标轨迹消失的时刻。
9.根据权利要求8所述的基于双站交会的炸点时刻自动检测方法,其特征在于,所述两个测量站下载目标消失时刻前后预设时间内的高速光口图像,再次检测目标,记录是否有目标经过,如果有目标经过则记录目标在所述高速光口图像中的目标位置,并将目标位置发送给所述中心站,包括:
所述两个测量站分别下载图像存储器中存储的高速光口图像,目标轨迹消失的时刻的前200帧开始到后100帧结束,再次应用混合高斯背景减法进行目标检测,如果有目标经过则记录目标在所述高速光口图像中的目标位置,并将目标位置发送给所述中心站。
10.根据权利要求4所述的基于双站交会的炸点时刻自动检测方法,其特征在于,所述中心站再次将所述两个测量站的目标数据进行交会计算,拟合目标运动轨迹,计算出精确炸点时刻,包括:
所述中心站同时分析高速图像目标检测结果,根据系统内参与外参计算目标在三维空间中的目标位置,拟合目标在空间中的轨迹,排除干扰目标,计算出精确炸点时刻。
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