【技术实现步骤摘要】
一种基于合成视觉的空地协同综合态势生成方法
[0001]本专利技术属于光电侦察、态势感知
,涉及一种基于合成视觉的空地协同综合态势生成方法。
技术介绍
[0002]空地一体化的现代作战模式中,地面前线战斗控制员态势感知装备在不断增强,空中载机配置的机载光电设备也在不断改进,前线战场的态势获取能力得到了极大提升。然而,限于目前空地协同双方交接目标的方式(包括语音通话和低带宽的数据传输),双方还不能非常高效精准的进行目标的关联和交接,典型的沟通方式是空中力量就图像内容与地面力量语音沟通确认侦察目标以及通过数据链交换部分数据。
[0003]由于采用的数据链带宽还不是很高,尚不能完全的进行地面和空中的视频数据交换。由于空中与地面的视角差异,导致双方观察同一区域得到的图像内容差异较大,同时不同的观察角度会受到不同的近地物的遮挡,会造成地物纹理结构信息丢失,对同一侦察目标往往很难在短时间内精准确认,经常出现空中力量由于无法确认侦察目标或者打击目标,需要来回往复在目标区域附近上空飞行,如果是执行打击任务,一来由于任务性质关键,需要更加严格的标准确认打击目标无误,二来一旦发生目标区域误判,引发的误伤和附带损伤可能会非常严重。空地双方目标攻击准确性和实时性还有一定的提升空间。
[0004]对于数据链能够提供的带宽能力,虽然目前不足以承担视频数据交换会对空地沟通有一定影响,但其实就算随着技术能力的提升,数据链能够支持视频数据交换,也未必能够基于此解决空地协同沟通的问题。目前空地双方沟通受限的关键是没有一个包含双方各 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种基于合成视觉的空地协同综合态势生成方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:载机实时位姿数据以及瞄准线数据获取;S2:合成视觉图像生成;S3:采集光电视频数据;S4:配准融合光电视频与三维场景;S5:获取地面力量位置以及探测方向数据;S6:三维场景中标注地面力量信息;S7:获取侦察目标地理信息;S8:三维场景中标注侦察目标信息;S9:根据综合态势空间关系计算视点;S10:建立视点数据同步机制;S11:应用视点位置生成综合态势场景。2.如权利要求1所述的基于合成视觉的空地协同综合态势生成方法,其特征在于,所述步骤S1中,载机实时位姿数据包括载机位置参数和姿态参数,载机位置参数包括经度、纬度、高度,分别记为L、B、H,载机位置参数以地理坐标系为基准,经度、纬度单位为度,姿态参数包括航向角、俯仰角、横滚角,分别记为a、p、r,单位为度,该角度以东北天坐标系为基准。光电瞄准线姿态数据包括瞄准线的俯仰角和方位角,分别记为a
los
、p
los
,该角度以载机坐标系为基准。3.如权利要求2所述的基于合成视觉的空地协同综合态势生成方法,其特征在于,所述步骤S2中,合成视觉图像生成包括以下子步骤:S21:基于载机所在地理区域的地形数据,包含高程数据和卫星纹理影像数据,生成该区域的三维地理场景,步骤包括:21.1单块规则高程地形数据可视化高程数据的形式为规则网格高程数据文件形式,对规则网格高程数据文件进行解析,根据高程数据进行模型视点变换、透视投影变换、视口变换,生成单块规则高程地形数据的网格化三维模型;21.2海量数据组织方法;海量地形数据由单块规则高程地形数据组成,以四叉树多分辨率方法对多块地形数据进行组织,生成大规模的三维地形场景模型;21.3基于纹理的映射方法以卫星影像为纹理,在大规模的三维地形场景表面映射卫星纹理,生成超大规模真实效果的三维地形场景;S22:基于载机位姿数据和瞄准线姿态数据,对上述步骤生成的三维地形场景矩阵变换,生成动态连续的合成视觉图像,步骤包括:22.1根据载机位姿数据构建空间变换矩阵,包括位置空间变换矩阵M
pos
和姿态空间变换矩阵M
atti
;22.2根据瞄准线姿态数据构建瞄准线空间变换矩阵M
los
;22.3根据上述步骤构建复合空间变换矩阵M
composite
,即M
composite
=M
los
*M
atti
*M
pos
;22.4以三维静态场景生成的场景节点树为对象SCENE
stategraph
,应用上一步中构建的复
合空间变换矩阵M
composite
,生成动态连续的合成视觉图像,记为SVS
sequce
;其中某一帧的图像记为f
svs
(x,y,z,t)。4.如权利要求3所述的基于合成视觉的空地协同综合态势生成方法,其特征在于,所述步骤S3中,光电视频数据采集的过称为:机载光电系统实时光电图像由光电转塔发送,光电传感器根据帧率接收每一帧图像数据,记为f
eo
(x,y,t),作为后续配准融合步骤的输入。5.如权利要求4所述的基于合成视觉的空地协同综合态势生成方法,其特征在于,所述步骤S4中,以步骤S1至S3输出的载机位姿数据、瞄准线姿态数据、实时光电图像f
eo
(x,y,t)和合成视觉图像为f
svs
(x,y,z,t)输入,进行配准融合,步骤包括:4.1光电探测区域地理定位:根据载机位置和姿态数据以及瞄准线姿态数据,确定光电探测区域的地理位置,定位的地理区域记为Z
locat
(x,y,z);4.2光电图像畸变校正:根据光电传感器实验室标定参数,对f
eo
(x,y,t)进行切向畸变和径向畸变,得到校正后的图像记为f
corrected_eo
(x,y,t);4.3以光电探测区域地理定位结果Z
locat
(x,y,z)和合成视觉图像f
svs
(x,y,z,t)为输入,计算得到与光电图像对应时空关系的合成视觉二维投影图像,记为f
eo_locate_svs
(x,y,t),即f
eo_locate_svs
技术研发人员:高强,陶忠,何樱,杨光,安学智,胥青青,范浩硕,段晓韬,刘能歌,
申请(专利权)人:西安应用光学研究所,
类型:发明
国别省市:
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