基于空天一体化感知的地面态势实时精准重建系统技术方案

本发明专利技术公布了一种基于空天一体化感知的地面态势实时精准重建系统，属于无人机侦察、态势感知领域，涉及一种使用定位卫星、无人机采集地面实景图像及地面目标经纬度数据，处理并生成实景地图和地面态势的系统及方法，尤其涉及一种将地面实景图与电子地图叠加合并精准生成地面实景地图的方法，以及在地面实景地图上标注目标经纬度、识别目标身份并生成目标间方位和距离的方法。本发明专利技术解决了无人机对地侦察存在的问题，如获取地面目标坐标数据难、单个无人机无法同时追踪多目标、无法实时精准地重建地面态势等。可广泛应用于军事、应急等领域，在野外侦察、小分队作战和人员搜救时，使用本发明专利技术可显著提高对侦查区域地面态势的获取、分析、决策能力。决策能力。决策能力。

【技术实现步骤摘要】
基于空天一体化感知的地面态势实时精准重建系统


[0001]本专利技术属于无人机侦察、态势感知领域，主要涉及一种使用定位卫星、无人机来采集侦查区域的地面实景图像及地面目标经纬度数据，处理并生成实景地图和地面态势的系统及方法。

技术介绍

[0002]定位卫星与无人机已广泛应用于军事、应急等领域。例如，在野外侦察、小分队作战和人员搜救时，通常采用无人机拍摄正射影像的方式获得地面实景图像及目标的经纬度数据，但该方式存在以下缺点：1、无人机必须飞到地面目标正上方才能获取其坐标数据，对操控要求高且误差大；2、地面目标移动时容易脱离无人机正射影像位置，导致目标坐标丢失；3、单个无人机一次只能获取一个地面目标的坐标数据，无法同时对多目标进行追踪。因此，现有技术无法实时精准地重建地面态势。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的问题和不足，本专利技术提供了一种基于空天一体化感知的地面态势实时精准重建系统，以提高对侦查区域地面态势的获取、分析、决策能力。具体包括一种使用卫星对本方单兵、无人机等携带卫星定位模块的目标进行定位，使用无人机携带的可见光、热成像等影像采集设备对地面实景进行采集，使用计算机对获取数据进行处理并生成地面实景地图和地面态势地图的系统。尤其涉及一种将实时采集的地面实景图与该区域的电子地图进行叠加合并生成精准的地面实景地图的方法，以及一种在地面实景地图上标注目标经纬度、识别目标身份并生成目标间方位和距离的方法。无论无人机是在移动过程中还是在悬停状态，本专利技术均能不间断地进行地面态势感知和重建。r/>[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种将采集的地面实景图与该区域的电子地图进行叠加合并生成地面实景地图的方法包括以下步骤：
[0006]S1：使用无人机携带的可见光、热成像等影像采集设备对地面实景进行采集；
[0007]S2：将地面实景图的中心标注为无人机的位置，将AI、热源识别等技术所感知的目标标注为地面目标；
[0008]S3：将本方无人机、单兵等地面目标的经纬度坐标，与S2在地面实景图上标注的地面目标对齐，通过电子地图与地面实景图叠加合并的方式，生成一张带有地理信息的实景地图；
[0009]一种在地面实景地图上标注目标经纬度、识别目标身份并生成目标间方位和距离的方法，其特征在于以下步骤：
[0010]S4：将实景地图上本方目标以外的其他地面目标的身份识别为对方，并在实景地图上呈现地面所有目标的身份及经纬度；
[0011]S5：根据实景地图上地面目标坐标数据，计算相互之间的方位与距离，生成地面态
势地图；
[0012]S6：将地面态势地图传输到本方终端显示设备上，为本方提供辅助决策支撑；
[0013]S7：重复步骤S1
‑
S6，实时更新地面态势地图，呈现态势变化趋势。
[0014]本专利技术的有益效果在于：
[0015]（1）无人机无论在移动过程中还是在悬停状态，均可不间断地进行地面态势感知和重建；
[0016]（2）可同时获取地面多目标坐标数据，实时呈现多目标间的方位、距离等地面态势；
[0017]（3）在无人机拍摄范围内，地面目标移动也不会导致坐标丢失；
[0018]（4）可实时更新地面态势地图，动态呈现态势变化趋势。
附图说明
[0019]图1为本专利技术系统框图；
[0020]图2为本专利技术实施步骤示意图；
[0021]图3为地面实景图采集示意图；
[0022]图4为地面实景图上标注地面目标示意图；
[0023]图5为电子地图与地面实景图叠加合并生成实景地图的方法示意图；
[0024]图6为实景地图上地面目标身份标注示意图；
[0025]图7为地面态势地图示意图；
[0026]图8为辅助决策示意图；
[0027]图9为地面态势地图动态更新示意图；
[0028]图10为本专利技术实施方式流程图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。
[0030]基于空天一体化感知的地面态势实时精准重建系统，其系统框图如图1所示，实施步骤如图2所示，具体步骤如下：
[0031]S1：使用无人机携带的可见光、热成像等影像采集设备对地面实景进行采集；
[0032]本步骤如图3所示，本方人员向侦察区域前进，无人机搭载双光摄像机伴飞跟随，无论在移动过程中还是在悬停状态均向下垂直拍摄覆盖本方人员的地面实景图，拍摄频率根据任务需求进行设置；
[0033]S2：将地面实景图的中心标注为无人机的位置，将AI、热源识别等技术所感知的目标标注为地面目标；
[0034]本步骤中，计算机将地面实景图正射影像的中心像素点标注为无人机，将被AI、热源识别等技术所感知的像素点标注为地面目标，如图4所示。
[0035]S3：将本方无人机、单兵等地面目标的经纬度坐标，与S2在地面实景图上标注的地面目标对齐，通过电子地图与地面实景图叠加合并的方式，生成一张带有地理信息的实景地图（如图5所示）；具体步骤如下：
[0036]S3.1，计算机将回传的本方无人机、单兵等坐标，在侦察区域的电子地图上进行标
注；
[0037]S3.2，电子地图通过缩放、旋转，将本方无人机、单兵等坐标点与S2在地面实景图上标注的地面目标对齐；
[0038]S3.3，对齐后的电子地图与地面实景图（热成像图、光学成像图等）叠加合并，生成具有方向、比例尺、经纬度的实景地图。
[0039]S4：将实景地图上本方目标以外的其他地面目标的身份识别为对方，并在实景地图上呈现地面所有目标的身份及经纬度，具体方法为：
[0040]本步骤中，计算机将在S3.2中无法与本方无人机、单兵等坐标点对齐的地面目标的身份识别为对方，并在实景地图上呈现地面目标的身份及经纬度，如图6所示。
[0041]S5：根据实景地图上地面目标坐标数据，计算相互之间的方位与距离，生成地面态势地图（如图7所示）；
[0042]S6：将地面态势地图传输到本方终端显示设备上，为本方提供辅助决策支撑（如图8所示）；
[0043]S7：重复步骤S1
‑
S6，实时更新地面态势地图，呈现态势变化趋势（如图9所示）。
[0044]基于空天一体化感知的地面态势实时精准重建系统，其实施的总体流程如图10所示。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于空天一体化感知的地面态势实时精准重建系统，其特征在于，包括以下步骤：S1：使用无人机携带的可见光、热成像等影像采集设备对地面实景进行采集；S2：将地面实景图的中心标注为无人机的位置，将AI、热源识别等技术所感知的目标标注为地面目标；S3：将本方无人机、单兵等地面目标的经纬度坐标，与S2在地面实景图上标注的地面目标对齐，通过电子地图与地面实景图叠加合并的方式，生成一张带有地理信息的实景地图；S4：将实景地图上本方目标以外的其他地面目标的身份识别为对方，并在实景地图上呈现地面所有目标的身份及经纬度；S5：根据实景地图上地面目标坐标数据，计算相互之间的方位与距离，生成地面态势地图；S6：将地面态势地图传输到本方终端显示设备上，为本方提供辅助决策支撑；S7：重复步骤S1
‑
S6，实时更新地面态势地图，呈现态势变化趋势。2.如权利要求1所述的基于空天一体化感知的地面态势实时精准重建系统，其特征在于，所述步骤S1中，使用无人机携带的可见光、热成像等影像采集设备对地面实景进行采集，其具体方法为：本方人员向侦察区域前进，无人机搭载双光摄像机伴飞跟随，无论在移动过程中还是在悬停状态均向下垂直拍摄覆盖本方人员的地面实景图，拍摄频率根据任务需求进行设置。3.如权利要求1所述的基于空天一体化感知的地面态势实时精准重建系统，其特征在于，所述步骤S2中，将地面实景图的中心标注为无人机的位置，将AI、热源识别等技术所感知的目标标注为地面目标，其具体方法为：计算机将地面实景图正射影像的中心像素点标注为无人机，...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴治，黄平，黄乐，罗雨轩，罗涛，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：