減小鏈路延時對光電載荷目標(biāo)鎖定影響的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于無人機(jī)系統(tǒng)中，由于鏈路傳輸延時對光電載荷目標(biāo)鎖定帶來的影響情況下使用的減小鏈路延時對光電載荷目標(biāo)鎖定影響的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無人機(jī)技術(shù)是21世紀(jì)軍事裝備技術(shù)的重要發(fā)展方向，在近10年來的幾次局部戰(zhàn)爭中，無人機(jī)都發(fā)揮了巨大威力。
[0003]無人機(jī)系統(tǒng)由無人機(jī)平臺和地面控制站構(gòu)成，其中無人機(jī)平臺搭載任務(wù)載荷滿足特定的任務(wù)需要，地面控制站通過測控鏈路實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)狀態(tài)監(jiān)視、載荷操控、載荷數(shù)據(jù)顯示等工作。
[0004]無人機(jī)系統(tǒng)一個廣泛應(yīng)用場景為目標(biāo)的偵查、監(jiān)視、打擊；主要手段為通過光電載荷產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行，通過人在回路操控實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識別、鎖定工作。
[0005]光電載荷一般指可見光、紅外視頻等成像類任務(wù)載荷，通過光電載荷實(shí)現(xiàn)對監(jiān)視區(qū)域的可見光、紅外成像。通過連續(xù)成像構(gòu)成實(shí)時動態(tài)視頻，動態(tài)視頻在機(jī)載端通過壓縮、測控鏈路傳輸、地面站接收、解壓顯示等工作，完成對目標(biāo)區(qū)域的監(jiān)視。并通過人在回路操控形式完成視頻中感興趣目標(biāo)的選取、鎖定，并將目標(biāo)參數(shù)上傳至無人機(jī)平臺及光電載荷中，光電載荷通過影像匹配方法實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的匹配和跟蹤。
[0006]在無人機(jī)光電載荷應(yīng)用過程中，如目標(biāo)監(jiān)視、跟蹤過程中，由于光電載荷視頻產(chǎn)生、壓縮、傳輸?shù)降孛?，由地面進(jìn)行解壓顯示過程，不可避免帶來延時，其中主要延時產(chǎn)生在視頻傳輸過程中，現(xiàn)階段視距微波鏈路延時大約在500ms左右，一跳衛(wèi)通鏈路延時1200ms左右。鏈路延時極大影響了載荷操控體驗(yàn)，如在目標(biāo)鎖定過程中，地面操控人員看到的視頻實(shí)際是500ms或者1200ms以前的視頻，加上載荷反應(yīng)滯后使得目標(biāo)動態(tài)鎖定極其困難，往往是無法完成目標(biāo)鎖定、目標(biāo)跟蹤；極大影響了載荷操控體驗(yàn)，甚至是影響無人機(jī)任務(wù)實(shí)現(xiàn)。因此如何減小鏈路延時對光電載荷操控的影響一直是個熱點(diǎn)問題，鏈路延時也是無人機(jī)測控鏈路的關(guān)鍵指標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個目的是解決上述至少一個問題或缺陷，并提供后面將說明的至少一個優(yōu)點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明還有一個目的是提供一種減小鏈路延時對光電載荷目標(biāo)鎖定影響的方法，其通過在無人機(jī)的機(jī)載端設(shè)置有機(jī)載端數(shù)據(jù)處理模塊，機(jī)載端數(shù)據(jù)處理模塊將所述目標(biāo)數(shù)據(jù)與緩存時序影像進(jìn)行時序匹配，更新匹配數(shù)據(jù)的操控指令以消除延時影響，通過本方法能夠提升光電載荷操控體驗(yàn)，減小操作失誤，提高載荷目標(biāo)鎖定靈敏性，消除延時、載荷滯后帶來的影響，提尚光電載荷目標(biāo)鎖定效率。
[0009]本發(fā)明還有一個目的是提供一種機(jī)載端數(shù)據(jù)處理模塊，僅將機(jī)載端數(shù)據(jù)處理模塊串接入載荷操控流程中，對機(jī)載端其他系統(tǒng)以及地面端設(shè)備沒有改動，對系統(tǒng)無影響，設(shè)備與效果宜于驗(yàn)證。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種減小鏈路延時對光電載荷目標(biāo)鎖定影響的方法，包括以下步驟:
[0011]步驟一、選取目標(biāo)數(shù)據(jù)；
[0012]步驟二、將所述目標(biāo)數(shù)據(jù)與緩存時序影像進(jìn)行時序匹配，更新匹配數(shù)據(jù)的操控指令；
[0013]步驟三、輸出所述操控指令至光電載荷。
[0014]優(yōu)選的是，其中，所述步驟二中的匹配的具體過程如下:
[0015]參照所述緩存時序影像，將所述目標(biāo)數(shù)據(jù)逐幀前推至當(dāng)前時刻，以消除延時影響。
[0016]優(yōu)選的是，其中，緩存時序影像進(jìn)行所述目標(biāo)數(shù)據(jù)的匹配主要通過對緩存時序影像進(jìn)行目標(biāo)搜索來實(shí)現(xiàn)，具體包括:選擇搜索目標(biāo)的坐標(biāo)特征數(shù)據(jù)或者量化特征數(shù)據(jù)，將所述坐標(biāo)特征數(shù)據(jù)或者量化特征數(shù)據(jù)與緩存時序影像中的坐標(biāo)特征數(shù)據(jù)或者量化特征數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配。
[0017]優(yōu)選的是，其中，目標(biāo)的特征來源于地面端人工的選擇，而緩存時序影像的時間序列可依據(jù)鏈路延時、視頻幀頻進(jìn)行配置。
[0018]優(yōu)選的是，其中，采用通用模板匹配或特征匹配的方式實(shí)施針對所述目標(biāo)數(shù)據(jù)的匹配。
[0019]優(yōu)選的是，其中，根據(jù)不同的鏈路延時對緩存內(nèi)幀數(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。優(yōu)選的是，其中，選取目標(biāo)數(shù)據(jù)步驟由無人機(jī)的地面端執(zhí)行，將所述目標(biāo)數(shù)據(jù)與緩存時序影像進(jìn)行時序匹配，更新匹配數(shù)據(jù)的操控指令；輸出所述操控指令至光電載荷步驟由無人機(jī)的機(jī)載端執(zhí)行。
[0020]優(yōu)選的是，其中，所述機(jī)載端設(shè)置有機(jī)載端數(shù)據(jù)處理模塊，所述機(jī)載端數(shù)據(jù)處理模塊通過接受目標(biāo)數(shù)據(jù)，參照緩存時序影像，將所述目標(biāo)數(shù)據(jù)逐幀前推至當(dāng)前時刻，以消除延時影響。
[0021]優(yōu)選的是，其中，所述機(jī)載端數(shù)據(jù)處理模塊包括基于DSP或ARM的通用處理器、相應(yīng)的軟件設(shè)備以及數(shù)據(jù)接口，所述數(shù)據(jù)接口接受和發(fā)送操控指令，接受地面目標(biāo)數(shù)據(jù)中的視頻幀數(shù)據(jù)，所述軟件設(shè)備完成接口管理、目標(biāo)數(shù)據(jù)緩沖與目標(biāo)數(shù)據(jù)匹配操作。
[0022]優(yōu)選的是，其中，所述地面端包括通用計算機(jī)以及相應(yīng)的軟件，所述通用計算機(jī)為個人計算機(jī)或者工控機(jī)，相應(yīng)的軟件完成地面目標(biāo)的選取、光電載荷數(shù)據(jù)的接受、光電載荷狀態(tài)的顯示以及視頻的解壓顯示。
[0023]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0024]本發(fā)明通過在機(jī)載端進(jìn)行時序遞推匹配繞開了鏈路等帶來的延時，提高了載荷可操控性，減小操作失誤，提高載荷目標(biāo)鎖定靈敏性，消除延時、載荷滯后帶來的影響，提高光電載荷目標(biāo)鎖定效率。僅將機(jī)載端數(shù)據(jù)處理模塊串接入載荷操控流程中，對機(jī)載端其他系統(tǒng)以及地面端設(shè)備沒有改動，對系統(tǒng)無影響，設(shè)備與效果宜于驗(yàn)證。
[0025]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的方法執(zhí)行的系統(tǒng)組成示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明的機(jī)載端數(shù)據(jù)處理模塊的流程示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明的地面端的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0030]如圖1所示，提供一種減小鏈路延時對光電載荷目標(biāo)鎖定影響的方法，該方法應(yīng)用于無人機(jī)的光電載荷操控系統(tǒng)，由機(jī)載端和地面端構(gòu)成；其中機(jī)載端部署于無人機(jī)平臺，地面端部署于無人機(jī)地面站。其中，地面端完成光電載荷目標(biāo)數(shù)據(jù)選取工作，機(jī)載端完成光電載荷目標(biāo)時序匹配并消除鏈路延時影響，將無影響操控指令輸出給光電載荷，完成光電載荷目標(biāo)跟蹤鎖定操作。
[0031]所述方法具體包括以下步驟:
[0032]步驟一、地面端選取目標(biāo)數(shù)據(jù)；
[0033]步驟二、機(jī)載端將所述目標(biāo)數(shù)據(jù)與緩存時序影像進(jìn)行時序匹配，更新匹配數(shù)據(jù)的操控指令；
[0034]步驟三、輸出所述操控指令至光電載荷。
[0035]其中，所述步驟二中的匹配的具體過程如下:參照所述緩存時序影像，將所述目標(biāo)數(shù)據(jù)逐幀前推至當(dāng)前時刻，以消除延時影響，根據(jù)不同的鏈路延時對緩存