[发明专利]一种用于小型航空器和空飘物的监测方法及系统

权利要求书

1.一种用于小型航空器和空飘物的监测方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤(A)，实时获取监测区域内所有摄像机所拍摄的视频图像信息：

(A1)部署摄像机

根据当前管制区域的地理位置信息，确定周边警戒区域，计算得出所需部署摄像机的数量以及位置，并根据计算结果在管制区域的周边警戒区域现场进行摄像机的部署；

(A2)实时获取视频图像信息

采用无线传输方式，实时获取在管制区域的周边警戒区域现场部署的摄像机拍摄的视频图像信息；

步骤(B)，对所获取的每台摄像机的视频图像信息进行单独分析处理，识别出其中所有的小型航空器和空飘物；

步骤(C)，对存在小型航空器和空飘物的视频图像信息进行三维空间重构，定位出所有的小型航空器和空飘物的三维坐标，并记录所有小型航空器和空飘物的运行轨迹：

(C1)构建三维空间模型

对每台摄像机进行标定，建立摄像机模型，通过图像矫正方法在原有视频图像基础上生成新的视频图像，使得其中的极线与x轴平行，根据各台摄像机的位置信息进行图像立体匹配与场景重建，构建三维空间模型；

(C2)定位三维坐标

提取视频图像信息中的特征点，还原在对应的摄像机坐标系下的所有特征点坐标，并最终计算得出世界坐标系下的所有特征点坐标，标定出被识别的小型航空器和空飘物在各视频图像信息下对应的三维坐标，并实时记录在三维坐标数据库内；

(C3)得到运行轨迹

根据被识别的小型航空器和空飘物在各视频图像信息下对应的三维坐标，得到该小型航空器和空飘物对应的运行轨迹；

步骤(D)，分析单个小型航空器或空飘物的运行轨迹，并预测其的未来运行轨迹，若存在单个小型航空器或空飘物的预计轨迹会经过管制区域，则发出报警信息：

(D1)记录历史运行轨迹

跟踪单个小型航空器或空飘物，实时计算其当前的三维坐标并存储在三维坐标数据库中，组成该单个小型航空器或空飘物目标的历史运行轨迹，并计算其的当前速度；

(D2)预测未来运行轨迹

对于单个小型航空器或空飘物，设当前帧为第n帧，从第n-1帧中的三维坐标指向第n帧中的三维坐标的向量，即为该小型航空器或空飘物的当前瞬时速度为矢量v_n，当前加速度矢量为a_n＝v_n-v_n-1，v_n-1为该小型航空器或空飘物的前一时刻瞬时速度矢量，保持当前瞬时速度与加速度不变，从该小型航空器或空飘物当前三维坐标点开始，以每一帧的间隔时间△t为步长，分别计算新的60/△t个位移点，将所有新的位移点连接，便预测了该小型航空器或空飘物的未来运行轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种用于小型航空器和空飘物的监测方法，其特征在于：步骤(B)，对所获取的每台摄像机的视频图像信息进行单独分析处理，识别出其中所有的小型航空器和空飘物，包括以下步骤，

(B1)背景建模

分别对单台摄像机拍摄的视频图像信息进行处理，对视频图像信息的背景进行建模；

(B2)前景提取

分别对各视频图像信息进行前景提取；

(B3)外观特征比对

将提取的前景的外观特征在已知的小型航空器和空飘物数据库中进行比对，用于判定该前景对应的目标是否为小型航空器或者空飘物；

(B4)识别小型航空器和空飘物

识别出管制区域的周边警戒区域现场部署的摄像机拍摄的视频图像信息中对应的小型航空器和空飘物。

3.根据权利要求1所述的一种用于小型航空器和空飘物的监测方法，其特征在于：步骤(D)，若不存在单个小型航空器或空飘物的预计轨迹会经过管制区域，则返回步骤(A)。