一种旋转扫描式运动目标光学探测设备及方法与流程

专利检索2025-07-31  25


本发明涉及基于视频信号的目标探测,具体涉及一种旋转扫描式运动目标光学探测设备及方法。


背景技术:

1、光学探测技术是探测运动目标的常用技术手段。通过可见光、红外等光学成像设备采集低空环境信号,从信号中检测运动目标。光学成像设备的视野有限。在大范围低空监视的应用场景中,单个光学成像设备无法覆盖全部监视区域。

2、为了解决现有技术的问题,提出了一种旋转扫描式运动目标光学探测设备,在垂直方向排列多个光学成像设备,在水平方向进行旋转扫描,实现了大范围覆盖能力,但是旋转扫描的方式又带来了以下两方面的新问题:

3、首先,是宽视野成像问题。应用中需要把多帧视频拼接成一张宽场景照片,方便观看。而旋转速度难以保持高精度恒速,用两帧视频时间差和旋转速度来计算拼接参数的方法,误差会越累积越大。用提取视频帧拍摄时设备朝向角度来计算拼接参数的方法,难以做到时间精确同步,误差较大。用基于图像特征拼接的方法,常遇到缺乏关键特征的场景,无法拼接。缺少高质量、高效率、高可靠性的拼接成像技术。

4、其次,是运动目标探测问题。常见技术手段要求光学成像设备静止,利用场景静止而目标运动的特点,用帧差法等方法检测运动目标。有的技术手段用模式识别方法学习检测目标的特征,检测运动或静止目标。在面向成像设备运动的拍摄方式,场景成像也在运动,难以使用帧差法。而运动目标不可预知,难以使用模式识别的方法。


技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷,本发明实施例提供的一种旋转扫描式运动目标光学探测设备及方法,能解决宽视野成像和运动目标探测准确的问题。

2、第一方面,本发明实施例提供的一种旋转扫描式运动目标光学探测设备,包括:转台、触发信号传送盘、网络传输模块、信号处理模块、显示操控终端和多个光学成像设备,其中,

3、所述多个光学成像设备呈扇形且等角度间距排列,排列方向与转台的旋转方向垂直;

4、所述触发信号传送盘设置在转台中,所述触发信号传送盘用于向光学成像设备发送触发信号;

5、所述光学成像设备在接收到触发信号后拍摄图像,并将拍摄图像发送给网络传输模块;

6、所述网络传输模块用于将拍摄的图像传输给信号处理模块;

7、所述信号处理模块接收图像,并对图像进行宽视野拼接成像和运动目标探测处理,得到处理结果,将所述处理结果发送给显示操控终端;

8、所述显示操控终端显示处理结果。

9、第二方面,本发明实施例提供的一种旋转扫描式运动目标光学探测方法,适用于上述实施例描述的光学探测设备,方法包括以下步骤:

10、触发信号传送盘用于向光学成像设备发送触发信号;

11、光学成像设备在接收到触发信号后拍摄图像,并将拍摄图像发送给网络传输模块;

12、网络传输模块接收光学成像设备发送的图像,并将图像传输给信号处理模块;

13、信号处理模块接收网络传输模块发送的图像,并对图像进行宽视野拼接成像和运动目标探测处理,得到处理结果,将所述处理结果发送给显示操控终端;

14、显示操控终端接收处理结果并显示出处理结果。

15、本发明的有益效果:

16、本发明实施例提供的一种旋转扫描式运动目标光学探测设备及方法,光学成像设备在接收到触发信号传送盘发送触发信号后拍摄图像,信号处理模块对图像进行宽视野拼接成像处理和运动目标探测处理,实现高质量、高效率、高可靠性的宽视野拼接成像,从宽视野场景中检测出运动目标。



技术特征:

1.一种旋转扫描式运动目标光学探测设备,其特征在于,包括:转台、触发信号传送盘、网络传输模块、信号处理模块、显示操控终端和多个光学成像设备,其中,

2.如权利要求1所述的光学探测设备,其特征在于,所述触发信号传送盘包括一个圆环和旋转臂,所述触点和旋转臂用于传导触发信号,所述旋转臂的一端连接转台轴心,另一端与圆环内侧碰触,圆环内侧等角度间距安装n1个触点,n1的计算公式如下:

3.如权利要求2所述的光学探测设备,其特征在于,所述信号处理模块包括拼接成像处理单元,所述拼接成像处理单元按照下式计算出拼接水平偏移量ph、拼接垂直偏移量pv,

4.如权利要求3所述的光学探测设备,其特征在于,所述信号处理模块包括目标周期探测处理单元,所述目标探测处理单元用于在转台旋转一周的拍摄过程中,记录下在每个触点拍摄的图像,在转台持续旋转的拍摄过程中,获取在每个触点拍摄的新图像,对在同一触点位置先后拍摄到两张图像,先使用帧差法检测运动目标,再用新图像替换旧图像,使用分类方法判断运动目标是探测类型或干扰类型,滤除干扰类型,根据下列公式分别计算出运动目标的水平角度和俯仰角度坐标并进行上报,

5.如权利要求4所述的光学探测设备,其特征在于,所述信号处理模块还包括目标即时探测处理单元,所述目标即时探测处理单元用于在转台旋转过程中,取连续拍摄到的两张图像,对两张图像的重叠区域使用帧差法检测运动目标,使用分类方法判断运动目标是探测类型或干扰类型,滤除干扰类型,计算出运动目标的水平角度和俯仰角度坐标并进行上报。

6.如权利要求1所述的光学探测设备,其特征在于,所述光学成像设备在所有触发信号或者部分触发信号的驱动下拍照,以适应不同旋转速度和焦距设置。

7.一种旋转扫描式运动目标光学探测方法,其特征在于,适用于如权利要求1所述的光学探测设备,所述方法包括以下步骤:

8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述触发信号传送盘包括一个圆环和旋转臂,所述触点和旋转臂用于传导触发信号,所述旋转臂的一端连接转台轴心,另一端与圆环内侧碰触,圆环内侧等角度间距安装n1个触点,n1的计算公式如下:

9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述对图像进行宽视野拼接成像处理的具体方法包括:

10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述对运动目标探测处理的方法包括周期探测运动目标,具体包括:


技术总结
本发明公开了一种旋转扫描式运动目标光学探测设备,包括:多个光学成像设备搭载在转台上,用旋转扫描的方式探测周边运动目标;多个光学成像设备呈扇形且等角度间距排列,排列方向与转台的旋转方向垂直;触发信号传送盘设置在转台中,触发信号传送盘向光学成像设备发送触发信号;光学成像设备在接收到触发信号后拍摄图像,并将拍摄图像发送给网络传输模块;网络传输模块用于将拍摄的图像传输给信号处理模块;信号处理模块接收图像,并对图像进行宽视野拼接成像和运动目标探测处理,得到处理结果,将处理结果发送给显示操控终端;显示操控终端显示处理结果。该设备实现高质量、高效率、高可靠性的宽视野拼接成像,从宽视野场景中检测出运动目标。

技术研发人员:何东林,隋运峰,刘为谦,程志,江玥
受保护的技术使用者:中国民用航空总局第二研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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