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无人机侦察图像情报处理关键技术研究
「现代战争对信息的依赖使得无人机发挥着越来越重要的作用。图像是智能数据的直观来源,是无人机侦察最重要的智能形式。因此,图像处理在无人机智能信息处理中发挥着重要作用。随着无人机作战任务的日益复杂和侦察载荷的配置,无人机侦察信息处理越来越多地涉及到图像处理中的各种技术和热点。这个问题甚至给当前的图像处理技术带来了新的挑战。(2022-11-30)」
关键词:无人机;侦察图像;情报处理;关键技术
  近年来,无人机目标定位技术在民用和军事领域得到了广泛的应用。目前,随着现代战争的需要和科学技术的进步,单一的定位方法已经不能满足需求。人们希望获得一种更全面、更有效的无人机目标定位方法,对目标进行实时的位置控制,以便能够实时攻击敌人并分析战场情况。
  1.无人机侦察的原理
  无人机侦察目标定位是利用摄影测量、图像处理和信息处理技术对无人机侦察得到的图像进行处理和分析,最终得到目标的精确三维坐标。目前,无人机目标位置侦察图像主要有三种方法:一种是基于图像匹配模式的非实时定位,该方法定位精度高,可以同时定位多个点,但实时性差;二是基于无人机遥测数据的实时定位,该方法虽然可以实现实时定位,但精度不高;三是基于空间交叉点的目标定位,与前两种方法相比,该方法具有更好的实时性和准确性。在分析上述方法优缺点的基础上,提出了一种基于无人机遥测数据的高精度实时定位改进方法,利用图像点位置、目标点位置和无人机位置对图像进行定位,采用坐标变换法建立几何关系,该方法实时性强、精度高。
  2.无人机侦察图像信息处理关键技术
  2.1基于机载光电侦察平台的地面目标定位技术
  无人机侦察情报应用的关键要求之一是从无人机侦察图像/视频信息中获取感兴趣目标的具体地理位置信息,无人机地面目标定位的非实时定位方法。二是根据无人机姿态、位置、侦察转台参数等遥测数据,实时快速计算目标的瞬时位置。基于机载光电测量系统的定位功能涉及到飞行平台的位置和姿态、侦察传感器的分辨率、稳定平台的指向精度、数据链路的时延等多个位置。它还涉及到各种坐标系的变换。定位设备包括激光测距仪、机载陀螺仪系统、惯性测量设备(IMU)、惯性导航系统(INS)、定位系统、POS(特殊姿态测量设备)和光电稳定平台。
  2.2无人机侦察视频的实时拼接技术
  由于无人机的小型化和侦察设备的局限性,无人机侦察单帧图像所包含的场景结构信息可能非常有限,不足以获取广域侦察信息。因此,需要对连续的多帧图像进行拼接以获得更大的图像,利用更多的场景结构信息来获取战场态势显然更有利。典型的无人机视频图像约为每秒25帧,视频序列相邻帧之间存在较大的重叠,为了获得快速、稳定、准确的拼接结果,可以对相邻帧的视频图像进行注册拼接,直到连续的视频迅速拼接成更大范围的图像。拼接后的图像可以与参考图像结合得到飞行区域/地面目标的具体地理位置,不需要特定的地理坐标数据。
  2.3无人机侦察图像的去雾技术
  由于人机侦察视频的可视性问题,室外视频系统由于场景的可视性降低、图像中目标的对比度、颜色等特征的衰减而不能正常工作。因此,有必要在视频图像中消除雾对场景图像的影响。这项技术的解决方案是使用改进的黑暗元素方法实现重复和复杂计算的问题在不久的真正的复杂过程,附近的矩形区域的最小过程划分为行和列的加工处理,并使用队列来节省中间数量和减少的比较。利用图像恢复表避免重复计数等优化技术提高算法速度。经过测试,算法结果与原暗元素法基本一致,速度明显提高。
  2.4无人机侦察视频的稳像技术
  无人机侦察视频图像稳定技术modifieth动态重新分配获得的视频图像序列随机抖动或移动相机平台,及输出平滑和稳定的序列图像,以提高图像的质量和效果的信息和处理后续的图像/视频处理的能力。根据图像稳定技术的原理和工作模式,无人机侦察视频图像稳定技术称为电子图像稳定技术。数字图像处理方法用于检测图像序列帧之间的全局运动矢量,信号处理方法用于分离载体,然后对当前图像的变换补偿目标运动和附加的随机抖动,使输出图像序列看起来平滑。电子图像稳定最重要的方面是获取图像序列的全局运动参数进行运动补偿。
  技术解决方案是考虑云干扰无人机检测到的视频图像分辨率和对比度较差的问题。采用改进的二维OTSU算法对无人机侦察视频进行分割,獲取图像。通过清晰的区域可以得到精度较高的特征点。针对不同的情况,采用图像增强和多重分割的方法进行优化,采用八邻域方法剔除离群值。最后,对上述预处理视频进行图像稳定化处理。
  3.结语
  图像预处理系统是一个完整的功能单元,采用1U加固底盘包,可以独立工作。它能有效隔离对主机系统的干扰,增强系统的鲁棒性。无人机系统已通过飞行试验验证。
  参考文献:
  [1]黄德天,陈建华.DSP图像处理的程序优化[J].中国光学与应用光学,2009(10):452-458.
  [2]王旭东,王新赛,李坚.基于FPGA的视频图像叠加系统的设计与实现[J].电子技术应用,2007(11):38-40.
  作者简介:
  胡治军(1979年—),男,汉族,山东诸城人,本科,山西省大同市32133部队91分队,助理工程师,研究方向:装备管理与维修
(Vw鄙)
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