The invention relates to an offshore target correlation system and method based on high and low orbit optical satellite observation, which comprises a target detection and tracking module, a target detection and motion feature extraction module and a target multi-level and multi feature correlation module; a target detection and tracking module, which detects and tracks the offshore target by using the high orbit optical satellite image sequence, and obtains the motion orbit of the offshore target Track information; target detection and motion feature extraction module, which uses the low orbit image to detect and extract the motion feature of the sea target, and obtains the position and heading information of the target; target multi-level and multi feature association module, which obtains the motion track information based on the target detection and tracking module and the position and heading information obtained by the target detection and motion feature extraction module, and Multi level and multi feature association of marine targets. The invention can significantly improve the monitoring ability of the marine target, at the same time, has a high target association accuracy rate under the complex observation background, and is easy to realize.
【技术实现步骤摘要】
一种基于高低轨光学卫星观测的海上目标关联系统及方法
本专利技术涉及一种基于高低轨光学卫星观测的海上目标关联系统及方法,属于天基海洋监视中海上目标信息融合
技术介绍
随着卫星种类与数量的不断增加,海洋监视应用形式更加复杂。单颗、单类卫星得到的信息单一,难以完成对海上目标的有效观测,需要多颗多类甚至不同轨道的卫星相互协同,共同完成对海上目标的持续监视。高轨光学卫星可以对海上目标进行大范围、长时间、连续跟踪,但是高轨光学卫星受轨道高度的限制,卫星成像的分辨率较低,在海上目标几何等特征提取上较为困难,更难以识别出目标类型,且系统复杂、造价昂贵。而低轨光学卫星的图像分辨率很高,利于海上目标的检测与特征提取,很多卫星可以进行类型甚至个体识别。同时,随着微纳技术的发展,低轨光学卫星的集成度越来越高,在制造与发射成本等方面存在很大优势。因此,可以利用高轨、低轨成像卫星进行海上目标联合监视,实现高轨的发现跟踪与低轨的详查识别,利用多源卫星信息的融合提高海上目标态势感知能力。在高低轨多星联合监视中,低轨卫星海上目标点迹与高轨卫星海上目标航迹的关联是两种卫星信息融合的关键。但是,目前国内外主要针对高低轨卫星任务规划问题进行研究,对于高低轨卫星联合监视下的海上目标关联方面还没有公开的资料,因此迫切需要一种有效可行的点迹关联方法。
技术实现思路
本专利技术技术解决问题:克服现有技术的不足,提供一种基于高低轨光学卫星观测的海上目标关联系统及方法,关联正确率高、鲁棒性强,联合提高了目标监视能力。本专利 ...
【技术保护点】
1.一种基于高低轨光学卫星观测的海上目标关联系统,其特征在于,包括:目标检测与跟踪模块、目标检测与运动特征提取模块和目标多层次多特征关联模块;其中:/n目标检测与跟踪模块,利用高轨光学卫星图像序列进行海上目标的检测与跟踪,得到海上目标的运动轨迹信息;/n目标检测与运动特征提取模块,利用低轨图像进行海上目标的检测与运动特征提取,得到目标的位置与航向信息;/n目标多层次多特征关联模块,基于目标检测与跟踪模块得到所述运动轨迹信息和目标检测与运动特征提取模块得到的所述位置与航向信息,进行海上目标多层次多特征关联,得到同一目标在高轨与低轨卫星图像上的一一对应关系,实现海上目标在高轨卫星图像中运动信息与低轨卫星图像中特征信息的有效融合,提高海上目标的感知能力。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种基于高低轨光学卫星观测的海上目标关联系统,其特征在于,包括:目标检测与跟踪模块、目标检测与运动特征提取模块和目标多层次多特征关联模块;其中:
目标检测与跟踪模块,利用高轨光学卫星图像序列进行海上目标的检测与跟踪,得到海上目标的运动轨迹信息;
目标检测与运动特征提取模块,利用低轨图像进行海上目标的检测与运动特征提取,得到目标的位置与航向信息;
目标多层次多特征关联模块,基于目标检测与跟踪模块得到所述运动轨迹信息和目标检测与运动特征提取模块得到的所述位置与航向信息,进行海上目标多层次多特征关联,得到同一目标在高轨与低轨卫星图像上的一一对应关系,实现海上目标在高轨卫星图像中运动信息与低轨卫星图像中特征信息的有效融合,提高海上目标的感知能力。
2.根据权利要求1所述的基于高低轨光学卫星观测的海上目标关联系统,其特征在于:所述目标检测与跟踪模块具体实现过程如下:
(1)利用恒虚警算法对高轨卫星图像进行海上目标检测,得到目标在每帧图像中的图像位置;
(2)利用卫星图像的像方与物方变换关系,将第一步中的图像位置转换为地理位置,得到检测点迹的地理位置;
(3)根据步骤(2)中每帧检测点迹的地理位置,在地理坐标下建立运动模型,利用多假设跟踪算法或采用联合概率数据关联方法对进行海上目标跟踪,得到海上目标的运动轨迹信息。
3.根据权利要求1所述的基于高低轨光学卫星观测的海上目标关联系统,其特征在于:所述目标检测与运动特征提取模块具体实现过程如下:
(1)利用深度学习检测框架对低轨卫星图像进行海上目标检测,得到目标在图像中的位置以及相应的图像切片;
(2)根据步骤(1)中每个目标的图像切片,利用Radon变换或深度学习方法在切片中提取海上目标的长度与航向,得到目标的长度与航向;
技术研发人员:刘勇,曹璐,郭鹏宇,朱效洲,王建,
申请(专利权)人:中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院,
类型:发明
国别省市:北京;11
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