一种无人机检靶系统、检靶方法、计算机可读存储介质技术方案

本发明专利技术属于自动化检靶技术领域，公开了一种无人机检靶系统、检靶方法、计算机可读存储介质，无人机检靶系统包括用于搭载光电载荷系统至观测位置并定点悬停的无人机系统；用于执行定点观测任务，进行靶场区域的固定观测的光电载荷系统；用于采用HHLM型传输模块进行观测视频图像的传输的无线图像传输系统；用于进行无人机系统以及光电载荷系统的控制的无线遥控系统以及用于进行视频图像的接收、存储、转发、处理的检靶综合任务台。本发明专利技术提供了一种海上检靶系统，对提高测试技术和测试设备水平，对驱护舰舰炮射击实战能力和训练水平的提高具有重要意义，同时，对保障舰炮实弹射击质量，适应战场需要是有很强的现实意义。适应战场需要是有很强的现实意义。适应战场需要是有很强的现实意义。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机检靶系统、检靶方法、计算机可读存储介质


[0001]本专利技术属于自动化检靶
，尤其涉及一种无人机检靶系统、检靶方法、计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]目前，21世纪以来，海上安全问题引起了各国越来越多的关注，领国之间的海上领土及海洋权益争议、海盗袭击活动猖獗、海上自由航行的安全问题等使得各国逐渐重视海军现代化的建设。实弹射击是海军军事化训练中的重要项目，在实弹射击竞赛性考核中，快速精确的实弹射击效果评判是完成作战成绩综合评定的关键。通过舰炮射击后的命中率和脱靶率来评判其日常的训练水平，因此对其进行精确科学的测量是十分必要的。海上靶场不同于陆地靶场，陆地靶场上的目标试验痕迹很容易捕捉到，而在海上，炮弹落入水中激起一道水柱是一个短暂的过程，试验痕迹稍纵即逝，不易捕捉。
[0003]因此现有技术还没有应用于海上靶场的自动化检靶方法，也没有能够实现自动化、智能化海上舰炮射击评估的方法或系统。
[0004]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术没有应用于海上靶场的自动化检靶方法，也没有能够实现自动化、智能化海上舰炮射击评估的方法或系统。传统的光学测量方法需要人工对准两组图像数据时间，人工测量，并且存在正交误差，工作量大，专业性强，不适用于现代高强度的训练。同时，如果利用靶场中技术先进、结构复杂，精度高的大型测控装备获取数据(弹着偏差量)，成本问题不容忽略。
[0005]解决以上问题及缺陷的难度为：从现有主炮近距反击射击成绩判定的实施过程来看，还存在有以下不足：r/>[0006](1)动用保障兵力多，协调困难。需要参考舰艇、布靶舰船两艘保障兵力，而且要布设多架摄像机，也就意味着需要多名保障人员，因此必然涉及保障兵力、保障人员之间的不断协调沟通。
[0007](2)摄录过程要求高，实施复杂。因为只有利用来自参考舰艇、布靶舰船的两处视频才能进行对舰炮散布误差的计算，同时为了保证视频图像中测量目标的一致性，就需要两部摄像机的时间基准统一，还要保证同时开始摄录，否则很难实现基于视频的事后客观分析。
[0008](3)散布误差估算慢，精度不高。对于弹着水柱视频的事后处理，在确定测量目标的一致性之后，利用刻度尺在电脑显示屏幕上量取弹着水柱与浮体靶的距离，经过换算、处理，最终估算得到舰炮散布概率误差，不仅费时费力，而且精度较低。
[0009]解决以上问题及缺陷的意义为：传统的脱靶量评估工作由正交的两摄像机分别从射击舰和保障舰拍摄方向散布和距离散布，回到岸上后先由人工对准两组图像数据时间后再在图像上量取距离计算散布误差，评定考核成绩。整个过程耗时长，工作量大。采用无人机检靶系统的应用前景广阔，不仅适合舰炮对海射击检靶任务，对于舰炮对岸射击同样适用。随着无人机检靶技术的不断成熟，无人机检靶系统将会逐步推广，取代当前使用的检靶
系统。同时基于视频图像完成对舰炮射击进行脱靶量的评估工作，利用舰炮射击无人机自动检靶系统从高空定点获取舰炮射击的弹着水柱与靶标相对位置的视频图像，传输至数字处理模块，通过数字图像处理技术完成对靶标的提取定位和弹着水柱的提取定位，计算弹着水柱的坐标位置，得出射击的散布误差评价射击的成绩，最后完成脱靶量的评估系统的GUI实现。缩短了评估工作的时间，减少了人工的工作量，提高了评估的准确性和时效性。

技术实现思路

[0010]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种无人机检靶系统、检靶方法、计算机可读存储介质。
[0011]本专利技术是这样实现的，一种无人机检靶系统，所述无人机检靶系统包括：
[0012]无人机系统、光电载荷系统、无线图像传输系统、无线遥控系统和检靶综合任务台；
[0013]无人机系统，包括四旋翼无人机机体、推进装置、飞行操控装置以及供电装置；用于搭载光电载荷系统至观测位置并定点悬停；
[0014]光电载荷系统，搭载于所述四旋翼无人机机体上；包括CCD摄像机、红外探测装置和吊舱；用于执行定点观测任务，进行靶场区域的固定观测；
[0015]无线图像传输系统，用于采用HHLM型传输模块进行观测视频图像的传输；
[0016]无线遥控系统，用于进行无人机系统以及光电载荷系统的控制；
[0017]检靶综合任务台，用于进行视频图像的接收、存储、转发、处理。
[0018]进一步，所述无线遥控系统包括：
[0019]接受模块，用于接受控制指令；
[0020]解码模块，用于利用解码器进行控制指令解码；
[0021]控制模块，用于基于解码得到的控制指令进行无人机系统与光电载荷系统的控制。
[0022]本专利技术的另一目的在于提供一种应用于所述无人机检靶系统的无人机检靶方法，所述无人机检靶方法包括：
[0023]利用光电载荷获取舰炮弹着水柱的视频图像，并通过获取视频信息、获取图像序列、播放视频信息、逐帧选取图像、输入坐标系旋转角、提取弹着水柱及其他手段对所述舰炮弹着水柱的视频图像进行分析处理得到舰炮射击的命中率以及脱靶率，并得到射击评估结果。
[0024]进一步，所述无人机检靶方法包括以下步骤：
[0025]步骤一，生成控制指令，并基于生成的控制指令控制搭载光电载荷的四旋翼无人机飞行至靶标上空安全高度后悬停；同时基于生成的控制指令控制无人机调整光电载荷拍摄姿态；
[0026]步骤二，基于控制指令控制光电载荷记录海上靶场区域内舰炮射击情况，连续获取弹丸入水激起的水柱视频图像，获取靶场内弹着水柱与靶标的相对关系即舰炮射击的散布情况；
[0027]步骤三，将获取的视频图像转换为电信号，利用模/数转换器进行采样、量化、编码后转换成数字信号；
[0028]步骤四，对转换后的图像预处理，得到清晰有用的图像信息；并基于得到的清晰有用的图像计算弹着水柱与漂浮靶的相对位置，并计算得到弹丸散布误差，进行舰炮射击脱靶量评估。
[0029]进一步，所述安全高度计算方法包括：
[0030]首先，基于舰炮射高分析无人机悬停的高度：
[0031]H≥h；
[0032]其中，H表示无人机的悬停高度；h表示弹丸到达最高点时的高度；所述弹丸到达最高点时的高度h由舰炮的射角、射距和射高关系确定；
[0033]其次，基于光电载荷观测范围分析无人机悬停高度：根据火炮的类型、射击方法和射击平均距离，按照对漂浮靶、模拟目标射击成绩评定参数的相应表，确定得到判定区间的范围；根据判定区间矩形边界确定无人机工作的悬停高度；所述判定区间矩形边界即舰炮在对漂浮靶、模拟目标射击时，根据相应的射击成绩评定参数表，判定炮弹落入有效命中区域的矩形区间边界；
[0034]最后，基于舰炮射高无人机悬停高度分析结果、判定区间矩形边界限制、摄像机的视场角范围以及无人机自身的飞行高度限制，确定无人机安全高度。
[0035]进一步，所述对转换后的图像预处理，得到清晰有用的图像信息包括：
[0036](1)采用基于颜色特征的分割方法对转换后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机检靶系统，其特征在于，所述无人机检靶系统包括：无人机系统、光电载荷系统、无线图像传输系统、无线遥控系统和检靶综合任务台；无人机系统，包括四旋翼无人机机体、推进装置、飞行操控装置以及供电装置；用于搭载光电载荷系统至观测位置并定点悬停；光电载荷系统，搭载于所述四旋翼无人机机体上；包括CCD摄像机、红外探测装置和吊舱；用于执行定点观测任务，进行靶场区域的固定观测；无线图像传输系统，用于采用HHLM型传输模块进行观测视频图像的传输；无线遥控系统，用于进行无人机系统以及光电载荷系统的控制；检靶综合任务台，用于进行视频图像的接收、存储、转发、处理。2.如权利要求1所述无人机检靶系统，其特征在于，所述无线遥控系统包括：接受模块，用于接受控制指令；解码模块，用于利用解码器进行控制指令解码；控制模块，用于基于解码得到的控制指令进行无人机系统与光电载荷系统的控制。3.一种应用于如权利要求1
‑
2任意一项所述无人机检靶系统的无人机检靶方法，其特征在于，所述无人机检靶方法包括：利用光电载荷获取舰炮弹着水柱的视频图像，并通过获取视频信息、获取图像序列、播放视频信息、逐帧选取图像、输入坐标系旋转角、提取弹着水柱及其他手段对所述舰炮弹着水柱的视频图像进行分析处理得到舰炮射击的命中率以及脱靶率，并得到射击评估结果。4.如权利要求3所述无人机检靶方法，其特征在于，所述无人机检靶方法包括以下步骤：步骤一，生成控制指令，并基于生成的控制指令控制搭载光电载荷的四旋翼无人机飞行至靶标上空安全高度后悬停；同时基于生成的控制指令控制无人机调整光电载荷拍摄姿态；步骤二，基于控制指令控制光电载荷记录海上靶场区域内舰炮射击情况，连续获取弹丸入水激起的水柱视频图像，获取靶场内弹着水柱与靶标的相对关系即舰炮射击的散布情况；步骤三，将获取的视频图像转换为电信号，利用模/数转换器进行采样、量化、编码后转换成数字信号；步骤四，对转换后的图像预处理，得到清晰有用的图像信息；并基于得到的清晰有用的图像计算弹着水柱与漂浮靶的相对位置，并计算得到弹丸散布误差，进行舰炮射击脱靶量评估。5.如权利要求4所述无人机检靶方法，其特征在于，所述安全高度计算方法包括：首先，基于舰炮射高分析无人机悬停的高度：H≥h；其中，H表示无人机的悬停高度；h表示弹丸到达最高点时的高度；所述弹丸到达最高点时的高度h由舰炮的射角、射距和射高关系确定；其次，基于光电载荷观测范围分析无人机悬停高度：根据火炮的类型、射击方法和射击平均距离，按照对漂浮靶、模拟目标射击成绩评定参数的相应表，确定得到判定区间的范围；根据判定区间矩形边界确定无人机工作的悬停高度；所述判定区间矩形边界即舰炮在
对漂浮靶、模拟目标射击时，根据相应的射击成绩...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄亮，王奉祥，段立，张显峰，郭云玮，罗兵，周国庆，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：