[发明专利]一种空中快速响应动态监测系统及其动态监测方法

说明书

技术领域

本发明属于情报、监视与侦察领域，涉及一种空中快速响应动态监测系统及其动态监测方法。该系统在实时监视同时对航拍数据分类标记，从而飞行任务完成后可快速完成兴趣图片的检索、浏览及后处理，包括拼接与目标定位。

背景技术

在现代局部战争和反恐维稳中，情报、监视与侦察(ISR)系统发挥了越来越重要的作用，它涵盖空间侦察系统、新型无人侦察机、远程预警机系统和防空反导一体化系统等四个方面。无人侦察机相比较卫星侦察系统具备更高的灵活性和机动性，并且可实现更高分辨率对地观测，受到了广泛关注。对无人侦察机拍摄数据的快速处理直接决定了获取信息的有效价值，充分发挥了无人机侦察的快速响应优势，已成为态势感知、快速决策的迫切需求。

目前，无人机侦察数据的快速处理多停留在机载大容量数据存储、地面服务器集群并行处理的软硬件实现等方面，特别是对高分辨率大幅宽的航拍数据，高性能工作站往往成为快速数据处理的必需。即便拥有高性能的服务器集群，单从机载存储器中读取海量数据也是非常耗时的工作，由于数据采集和数据处理两个过程互不相干，完全隔离的处理模式不利于数据的快速检索，要耗费大量时间；但将数据采集和数据处理均放在飞行任务执行时，又大大增加了机载数据快速处理的硬件实现难度，对于无人机严格的功耗要求都提出了极大的挑战。这些均成为制约无人机侦察系统动态监测、快速响应能力的重要因素。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的上述不足，提供一种空中快速响应动态监测系统及其动态监测方法，将飞行时的数据采集过程和飞行后的数据处理过程通过兴趣标识关联起来，极大地便利了航拍数据的快速检索，同时通过原始高分辨率图片和尺寸压缩图片的互通策略，既保证了数据精简处理的快速性，又保留了高分辨率细节信息的侦察应用价值。

本发明的技术方案是：一种空中快速响应动态监测系统，包括机载平台和地面基站；机载平台包括搭载云台、机载主控、光学遥感器、数传电台、大容量存储器和图传电台；地面基站包括数传电台、图传电台和地面工作站；光学遥感器安装在搭载云台上，机载主控控制搭载云台旋转对准待监测区域，光学遥感器对待监测区域实时拍摄视频数据，并通过图传电台传送至地面基站；同时机载主控根据预设帧频控制光学遥感器对待监测区域进行高分辨率航拍图片采集，采集得到的图片存储在大容量存储器内；机载主控将航拍图片采集时刻飞行器的位置信息、搭载云台的状态信息以及航拍图片在大容量存储器中的存储图号通过数传电台下传至地面基站；地面基站通过图传电台接收视频数据并送至地面工作站，通过数传电台接收航拍图片采集时刻飞行器的位置、搭载云台的状态信息以及航拍图片在大容量存储器中的存储图号并送至地面工作站；所述的地面工作站包括视频显示与标识模块、快速浏览与拼接模块和快速目标定位模块；

视频显示与标识模块接收视频数据并显示，同时视频显示与标识模块接收航拍图片采集时刻飞行器的位置、搭载云台的状态信息以及航拍图片在大容量存储器中的存储图号并写入标识文件；在标识文件中选取兴趣视频数据对应的存储图号并进行标记；

快速浏览与拼接模块按照标识文件中标记的储存图号在大容量存储器中检索出兴趣图片，将检索出的兴趣图片按照预设模式进行拼接；所述的预设模式包括巡航模式和全景模式，其中巡航模式指飞行器以一定的速度向前飞行执行监视，全景模式指飞行器定点悬停执行监视；

快速目标定位模块在拼接好的图片中选取兴趣目标点，在拼接好的图片和待监测区域的卫星影像地图中选取若干同名点，计算获得拼接好的图片到待监测区域的卫星影像地图的映射模型，根据映射模型获得兴趣目标点的地理位置。

一种空中快速响应动态监测系统的动态监测方法，步骤如下：

1）机载主控控制搭载云台旋转对准待监测区域；

2）光学遥感器对待监测区域实时拍摄视频数据，并通过图传电台传送至地面基站；机载主控根据预设帧频控制光学遥感器对待监测区域进行高分辨率航拍图片采集，采集得到的图片存储在大容量存储器内；同时机载主控将航拍图片采集时刻飞行器的位置信息、搭载云台的状态信息以及航拍图片在大容量存储器中的存储图号通过数传电台下传至地面基站；

3）地面基站通过图传电台接收视频数据并送至地面工作站，通过数传电台接收航拍图片采集时刻飞行器的位置、搭载云台的状态信息以及航拍图片在大容量存储器中的存储图号并送至地面工作站；