航拍图像生成模拟SAR雷达图像的方法技术

本发明专利技术涉及模拟图像生成技术领域，具体提供一种航拍图像生成模拟SAR雷达图像的方法，利用无人机搭载可见光载荷，拍摄航拍图像，对航拍图像的R、G、B进行模拟处理，检测航拍图像的红色分量R中的边缘，并对边缘进行十字扩散处理；对航拍图像的绿色分量G进行像素模糊化处理；对航拍图像的蓝色分量B添加噪点；依据无人机与目标的距离计算R、G、B的权重，对R、G、B进行叠加生成模拟SAR雷达图像。本发明专利技术通过无人机搭载低成本的可见光载荷，拍摄航拍图像，并通过本发明专利技术的方法将航拍图像进行处理，实时生成模拟SAR雷达图像，供学员观看，显著降低了SAR雷达操作手的训练成本。SAR雷达操作手的训练成本。SAR雷达操作手的训练成本。

【技术实现步骤摘要】
航拍图像生成模拟SAR雷达图像的方法


[0001]本专利技术涉及模拟图像生成
，具体提供一种适用于无人机系统的航拍图像生成模拟SAR雷达图像的方法。

技术介绍

[0002]对于大多数SAR雷达操作的初学者而言，SAR雷达系统的操作过于复杂，如果直接进行实际操作，容易对SAR雷达造成损坏，此外，SAR雷达系统的实装设备成本高昂，使用实装进行训练增加了学习培训成本。因此，在初期学习过程中，应当避免学员直接进行实际操作，降低设备受损概率，需要一种能够低成本获取模拟雷达图像的方法。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术提供了一种航拍图像生成模拟SAR雷达图像的方法，包括以下步骤：S1、获取航拍图像，并测量无人机与目标的距离；S2、对航拍图像的R、G、B进行模拟处理，包括：检测航拍图像的红色分量R中的边缘，并对边缘进行十字扩散处理；对航拍图像的绿色分量G进行像素模糊化处理；对航拍图像的蓝色分量B添加噪点；S3、依据距离计算R、G、B的权重，对R、G、B进行叠加生成模拟SAR雷达图像。
[0004]优选的，多次测量无人机与目标的距离，取平均值作为距离。
[0005]优选的，5次测量无人机与目标的距离，取平均值作为距离，测量频率为5Hz。
[0006]优选的，边缘的检测过程如下：利用快速边缘检测算法，设定红色分量R第i行第j列的像素值为，像素值满足下式即判定为边缘：；其中，表示判断阈值。
[0007]优选的，对边缘进行十字扩散的过程如下：针对判定为边缘的像素值，将至、至、至、至区域内的像素均赋值为255。
[0008]优选的，依据所需模拟SAR雷达图像的分辨率，对航拍图像的绿色分量G进行不同程度的像素模糊化处理；设定绿色分量G第i行第j列的像素值为；模拟SAR雷达图像的分辨率为0.2米，则不进行像素模糊化处理；模拟SAR雷达图像的分辨率为0.5米，则依据下式进行像素模糊化处理：；
其中，k表示距离；模拟SAR雷达图像的分辨率为1米，则依据下式进行像素模糊化处理：；模拟SAR雷达图像的分辨率为3米，则依据下式进行像素模糊化处理：。
[0009]优选的，依据所需模拟SAR雷达图像的分辨率，对蓝色分量B添加噪点：设定蓝色分量B第i行第j列的像素值为；模拟SAR雷达图像的分辨率为0.2米，且i与j满足对50取余数为0，对i至i+10、j至j+10区域内的所有像素均赋值为；模拟SAR雷达图像的分辨率为0.5米，且i与j满足对100取余数为0，对i至i+10、j至j+10区域内的所有像素均赋值为；模拟SAR雷达图像的分辨率为1米，且i与j满足对150取余数为0，对i至i+10、j至j+10区域内的所有像素均赋值为；模拟SAR雷达图像的分辨率为3米，且i与j满足对200取余数为0，对i至i+10、j至j+10区域内的所有像素均赋值为。
[0010]优选的，计算R、G、B的权重如下：红色分量R的权重为：；绿色分量G的权重为：；蓝色分量B的权重为：；计算模拟SAR雷达图像第i行第j列的像素值为：。
[0011]与现有技术相比，本专利技术能够取得如下有益效果：本专利技术通过无人机搭载低成本的可见光载荷，拍摄航拍图像，并通过本专利技术的方法将航拍图像进行处理，运算量小，运行于机载计算机上，能够实时生成模拟SAR雷达图像，供学员观看，显著降低了SAR雷达操作手的训练成本。
附图说明
[0012]图1是根据本专利技术实施例提供的航拍图像生成模拟SAR雷达图像的方法的流程图；图2是根据本专利技术实施例提供的原始航拍图像；图3是根据本专利技术实施例提供的S2中红色分量R处理前的图像；图4是根据本专利技术实施例提供的S2中红色分量R处理后的图像；图5是根据本专利技术实施例提供的S2中绿色分量G处理前的图像；图6是根据本专利技术实施例提供的S2中绿色分量G处理后的图像；图7是根据本专利技术实施例提供的S2中蓝色分量B处理前的图像；图8是根据本专利技术实施例提供的S2中蓝色分量B处理后的图像；图9是根据本专利技术实施例提供的最终生成的模拟SAR雷达图像。
具体实施方式
[0013]在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。
[0014]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。
[0015]图1示出了根据本专利技术实施例提供的航拍图像生成模拟SAR雷达图像的方法的流程。
[0016]如图1所示，本专利技术实施例提供的航拍图像生成模拟SAR雷达图像的方法，具体包括以下步骤：S1、利用无人机搭载低成本的可见光载荷，对目标进行拍摄，获得如图2所示的航拍图像（经过去色），将航拍图像传入机载计算机，并通过光电测距等技术多次测量无人机与目标的距离。在本实施例中测量次数为5次，测量频率为5Hz，并计算无人机与目标的距离取平均值k。
[0017]S2、通过机载计算机对航拍图像的R、G、B进行模拟处理，包括：图3示出了根据本专利技术实施例提供的S2中红色分量R处理前的图像。
[0018]图4示出了根据本专利技术实施例提供的S2中红色分量R处理后的图像。
[0019]针对如图3所示的红色分量R图像，利用快速边缘检测算法检测航拍图像的红色分量R中的边缘，边缘检测过程为：设定待处理图像的红色分量R第i行第j列的像素值为。若像素值满足下式则判定其为边缘：；其中，表示判断阈值，=5。
[0020]边缘检测完成后，对边缘进行十字扩散，用于模拟SAR雷达图像在物体边缘的十字形状反光，具体的，针对判定为边缘的像素值，将至、至、至、至区域内的像素均赋值为255。处理完成后即获得图4所示的图像。
[0021]图5示出了根据本专利技术实施例提供的S2中绿色分量G处理前的图像。
[0022]图6示出了根据本专利技术实施例提供的S2中绿色分量G处理后的图像。
[0023]依据所需的模拟SAR雷达图像的分辨率，针对如图5所示的绿色分量G图像，对其进行不同程度的像素模糊化处理即可获得如图6所示的图像。在本实施例具体提供了0.2米、0.5米、1米、3米四种常用的雷达图像的分辨率，用于模拟SAR雷达图像0.2m、0.5m、1m、3m分辨率，雷达图像的分辨率与光电照片不同，其是指能分辨地面几米的目标。
[0024]设定绿色分量G第i行第j列的像素值为。
[0025]若所需的模拟SAR雷达图像的分辨率为0.2米，则不进行像素模糊化处理。
[0026]若所需的模拟SAR雷达图像的分辨率为0.5米，则依据下式进行像素模糊化处理：。
[0027]其中，k表示距离，即计算获得无人机与目标的距离的平均值。
[0028]若所需的模拟SAR雷达图像的分辨率为1米，则依据下式进行像素模糊化处理：。
[0029]模拟SAR雷达图像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航拍图像生成模拟SAR雷达图像的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取航拍图像，并测量无人机与目标的距离；S2、对所述航拍图像的R、G、B进行模拟处理，包括：检测所述航拍图像的红色分量R中的边缘，并对所述边缘进行十字扩散处理；对所述航拍图像的绿色分量G进行像素模糊化处理；对所述航拍图像的蓝色分量B添加噪点；S3、依据所述距离计算R、G、B的权重，对R、G、B进行叠加生成模拟SAR雷达图像。2.如权利要求1所述的航拍图像生成模拟SAR雷达图像的方法，其特征在于，多次测量无人机与目标的距离，取平均值作为所述距离。3.如权利要求1或2所述的航拍图像生成模拟SAR雷达图像的方法，其特征在于，5次测量无人机与目标的距离，取平均值作为所述距离，测量频率为5Hz。4.如权利要求1所述的航拍图像生成模拟SAR雷达图像的方法，其特征在于，所述边缘的检测过程如下：利用快速边缘检测算法，设定红色分量R第i行第j列的像素值为，像素值满足下式即判定为所述边缘：；其中，表示判断阈值。5.如权利要求4所述的航拍图像生成模拟SAR雷达图像的方法，其特征在于，对所述边缘进行十字扩散的过程如下：针对判定为所述边缘的像素值，将至、至、至、至区域内的像素均赋值为255。6.如权利要求3所述的航拍图像生成模拟SAR雷达图像的方法，其特征在于，依据所需模拟SAR雷达图像的分辨率，对所述航拍图像的绿色分量G进行不同程度的像素模糊化处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓茜，高超，姚治海，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：