机场飞机目标图像气动光学效应校正方法技术

机场飞机目标图像气动光学效应校正方法，属于数字图像处理技术，解决现有机场图像气动光学效应校正方法实时性差、校正效率低的问题。本发明专利技术包括两个步骤，地面知识准备步骤包括获取正视影像图和生成正视参考图子步骤；实时遥感飞行处理步骤包括获取实时图像、选取子参考图、透视变换、目标机场光学图像校正、模板匹配提取机场跑道区域、机场跑道图像校正、分割检测疑似飞机目标区域、疑似飞机目标区域校正、疑似飞机目标区域回填、机场跑道区域回填子步骤。本发明专利技术将校正范围约束在机场区域内，集中在疑似飞机目标区域上，提高了实时性，改善了校正效果，适用于高超声速飞行器对遥感、探测、导航和制导过程中获取的机场图像进行气动光学效应校正。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，属于数字图像处理技术，解决现有机场图像气动光学效应校正方法实时性差、校正效率低的问题。本专利技术包括两个步骤，地面知识准备步骤包括获取正视影像图和生成正视参考图子步骤；实时遥感飞行处理步骤包括获取实时图像、选取子参考图、透视变换、目标机场光学图像校正、模板匹配提取机场跑道区域、机场跑道图像校正、分割检测疑似飞机目标区域、疑似飞机目标区域校正、疑似飞机目标区域回填、机场跑道区域回填子步骤。本专利技术将校正范围约束在机场区域内，集中在疑似飞机目标区域上，提高了实时性，改善了校正效果，适用于高超声速飞行器对遥感、探测、导航和制导过程中获取的机场图像进行气动光学效应校正。【专利说明】
本专利技术属于数字图像处理技术，具体涉及一种，用于高超声速飞行器遥感、探测、导航和制导。
技术介绍
高超声速飞行器遥感、探测、导航和制导是二十一世纪航空航天事业发展的一个重要领域，在未来的高科技和国民经济发展中具有重要的科学意义和应用价值。但是由于飞行速度高于声速三倍以上，以高超声速飞行器为平台的遥感、探测、导航和制导面临气动光学效应的挑战。 气动光学是研究高速绕流对高速飞行器成像探测的影响的一门学科。载有光学成像探测系统的高速飞行器在大气层内飞行时，光学头罩与来流之间形成复杂的流场，对光学成像探测系统造成除热辐射外的光学波前传输畸变或传输干扰，引起被观测对象图像的偏移、抖动、模糊，这种效应就称为气动光学传输效应。这种效应造成图像模糊，降低了图像质量，严重影响了探测精度，甚至导致遥感、探测、导航和制导功能的丧失。因此需要对图像进行气动光学效应校正，以提高图像质量。在高超声速飞行器的遥感、探测、导航和制导中，机场目标是一类重要地物，机场飞机目标图像的气动光学效应校正具有实际意义。现有的校正算法如盲目反卷积算法，针对全图进行校正，采用大量迭代，导致算法耗时长，达不到实时性，且效果不理想。飞行器的高超声速飞行以及成像系统的高帧频特性，对于校正算法的运算效率和性能提出了更高的要求，目前的气动光学效应校正算法并不能满足要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种，解决现有机场图像气动光学效应校正方法实时性差、校正效率低的问题。本专利技术所提供的一种，包括建立地面知识准备步骤和实时遥感飞行处理步骤，其特征在于:(I)地面知识准备步骤，包括下述子步骤:(1.1)犹取正视影像图:从Google卫星图片中获取不同拍摄高度的、包含整个目标机场区域的正视影像图Qk，O < k≤20，表示拍摄高度为k公里；(1.2)生成正视参考图:由所述正视影像图Qk，生成多尺度下二值的机场跑道正视参考图Lk ；(2)实时遥感飞行处理步骤，包括下述子步骤:(2.1)获取实时图像:高超声速飞行器实时获取目标机场光学图像P。；(2.2)选取子参考图:根据高超声速飞行器的飞行高度H(单位:米)，在所述机场跑道正视参考图Lk中选取机场跑道正视参考图U，ω = ;根据高超声速飞行器预先规划的飞行航路，在机场跑道正视参考图U中选取机场跑道正视子参考图L ；(2.3)透视变换:根据高超声速飞行器实时飞行姿态参数，将所述机场跑道正视子参考图L经过透视变换，转换为机场跑道前视子参考图L'；(2.4)目标机场光学图像校正:对所述目标机场光学图像Ptl进行校正，得到校正后目标机场图像P1 ；(2.5)模板匹配提取机场跑道区域:利用所述机场跑道前视子参考图L'，在所述校正后目标机场图像P1上进行模板匹配，确定机场跑道区域在P1中的位置，提取出机场跑道区域图像P2 ；(2.6)机场跑道图像校正:对所述机场跑道 区域图像P2进行校正，得到校正后机场跑道区域图像P3 ;(2.7)分割检测疑似飞机目标区域:在校正后机场跑道区域图像P3中所有机场跑道像素点I' 上进行分割，对分割后低灰度级区域进行检测，确定疑似飞机目标位置，提取出疑似飞机目标区域图像P4 ；(2.8)疑似飞机目标区域校正:对所述疑似飞机目标区域图像P4进行校正，得到校正后疑似飞机目标区域图像P5;(2.9)疑似飞机目标区域回填:将所述校正后疑似飞机目标区域图像P5回填到所述校正后机场跑道区域图像P3中，得到回填后机场跑道区域图像P6 ；(2.10)机场跑道区域回填:将所述回填后机场跑道区域图像P6回填到所述校正后目标机场图像P1中，得到校正结果ρ7。所述的机场图像校正方法，其特征在于:所述子步骤(1.2)包括下述过程:(A)选取拍摄高度k公里的目标机场正视影像图Qk，作为待定机场跑道正视参考图Lk，人工将其图像像素点分为机场跑道Ij象素点和背景Ib像素点两类，机场跑道k包括飞机起降跑道、起降跑道连接道和停机坪，它们的像素点平均灰度值较高；背景IbS目标机场正视影像图中除机场跑道以外的部分，包括植被、水域、建筑、农田，它们的像素点平均灰度值较低；飞机目标Ia停在机场跑道L之上，飞机目标Ia从属于所述机场跑道L ;所述机场跑道L和背景&之间具有空间约束关系L U Ib = Qk，所述飞机目标Ia和机场跑道込之间具有空间约束关系(B)在所述待定机场跑道正视参考图Lk，计算机场跑道L的各像素点灰度均值，然后赋给待定机场跑道正视参考图Lk中所有机场跑道像素点；所有背景像素点均取灰度值0，构成二值的机场跑道正视参考图Lk ；(C)按照过程㈧、⑶生成所有的机场跑道正视参考图Lk，O < k≤20。所述的机场图像校正方法，其特征在于:所述子步骤(2.3)包括下述过程:根据高超声速飞行器的实时飞行姿态参数，将机场跑道正视子参考图L中机场跑道的像素点坐标(X()，y0)转换为机场跑道前视子参考图L'中的对应像素点坐标(X1, Y1),得到机场跑道前视子参考图L'；【权利要求】1.一种，包括建立地面知识准备步骤和实时遥感飞行处理步骤，其特征在于: (1)地面知识准备步骤，包括下述子步骤: (1.1)获取正视影像图: 从Google卫星图片中获取不同拍摄高度的、包含整个目标机场区域的正视影像图Qk，O < k≤20，表示拍摄高度为k公里； (1.2)生成正视参考图: 由所述正视影像图Qk，生成多尺度下二值的机场跑道正视参考图Lk ； (2)实时遥感飞行处理步骤，包括下述子步骤: (2.1)获取实时图像: 高超声速飞行器实时获取目标机场光学图像P。; (2.2)选取子参考图: 根据高超声速飞行器的飞行高度H(单位:米)，在所述机场跑道正视参考图Lk中选取机场跑道正视参考图U，ω = ;根据高超声速飞行器预先规划的飞行航路，在机场跑道正视参考图U中选取 机场跑道正视子参考图L ； (2.3)透视变换: 根据高超声速飞行器实时飞行姿态参数，将所述机场跑道正视子参考图L经过透视变换，转换为机场跑道前视子参考图L'； (2.4)目标机场光学图像校正: 对所述目标机场光学图像Ptl进行校正，得到校正后目标机场图像P1 ； (2.5)模板匹配提取机场跑道区域: 利用所述机场跑道前视子参考图L'，在所述校正后目标机场图像P1上进行模板匹配，确定机场跑道区域在P1中的位置，提取出机场跑道区域图像P2 ； (2.6)机场跑道图像校正: 对所述机场跑道区域图像P2进行校正，得到校正后机场跑道区域图像P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张天序，王正，何力，刘立，周钢，凡速飞，陈一梦，郑亚云，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：