一种轻量化的用于高速飞行器背景纹影成像中降低计算量的方法技术

技术编号:46564534 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:15
本发明专利技术公开了一种轻量化的用于高速飞行器背景纹影成像中降低计算量的方法,属于高速飞行器空气扰动流场可视化领域。包括输入不含飞行器的背景图和含飞行器的背景纹影图;通过背景差分投影将二维图像压缩至一维信号,确定目标框;在归一化的目标框内利用训练好的轻量化神经网络对飞行方向的飞行器顶点坐标和朝向角进行预测;将预测的飞行器顶点坐标和朝向角线性映射至原始图像空间,得到飞行器原始顶点坐标和朝向角;基于飞行器原始顶点坐标和朝向角,通过线性分割确定待计算区域。本方法通过轻量化飞行目标定位、顶点‑朝向几何模型、画幅线性分割的核心思路动态锁定物理扰动敏感域,在保障激波形态完整性的前提下,极大降低计算负载和算力需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高速飞行器空气扰动流场可视化领域,更具体地,涉及轻量化的用于高速飞行器背景纹影成像中降低计算量的方法


技术介绍

1、高速飞行器纹影成像技术通过捕捉飞行器激波引起的空气折射率变化实现扰动流场可视化,是分析超音速飞行气动特性的核心手段。随着天基探测与高分辨率成像需求增长,纹影系统日均数据量可达tb级,需对全幅面图像序列执行密集光流计算等措施以提取粒子位移,进而得到背景纹影图像。在高数据量情况下,传统全帧处理模式需消耗大量计算资源。一些在太阳耀斑背景下的超音速流场激波捕捉实验表明,单次试验数据处理需依赖大规模计算集群长时间运算,严重制约实时分析与工程应用。

2、现有计算优化方案主要通过降低图像分辨率或帧率缓解算力压力,但会导致弱纹影特征丢失。由于背景纹影技术依赖于对粒子位移的精准捕捉,当图像分辨率较低时难以从算法层面获得粒子位移,从而无法获得纹影图像。另一个常用方法为利用gpu等硬件实现并行加速计算。此方案虽能显著提升处理速度,但其高功耗特性与星载等天基平台严格的功率约束存在根本性矛盾,其计算量也并未有本质的改变。为减少无效计算,近期本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种轻量化的用于高速飞行器背景纹影成像中降低计算量的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过背景差分投影将所述不含飞行器的背景图和含飞行器的背景纹影图压缩至一维信号,包括:对所述不含飞行器的背景图和含飞行器的背景纹影图分别在水平方向和垂直方向的像素值求和,并对求和结果分别在水平方向和垂直方向作差,取差值的绝对值,得到水平方向的差分信号DifX和垂直方向的差分信号DifY,作为压缩后的一维信号。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述一维信号确定目标框,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,...

【技术特征摘要】

1.一种轻量化的用于高速飞行器背景纹影成像中降低计算量的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过背景差分投影将所述不含飞行器的背景图和含飞行器的背景纹影图压缩至一维信号,包括:对所述不含飞行器的背景图和含飞行器的背景纹影图分别在水平方向和垂直方向的像素值求和,并对求和结果分别在水平方向和垂直方向作差,取差值的绝对值,得到水平方向的差分信号difx和垂直方向的差分信号dify,作为压缩后的一维信号。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述一维信号确定目标框,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述在归一化后的目标框内利用训练好的轻量化神经网络对飞行方向的飞行器顶点坐标和朝向角进行预测,包括:

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【专利技术属性】
技术研发人员:唐朝清丛兆源欧阳亦豪
申请(专利权)人:华中科技大学
类型:发明
国别省市:

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