[发明专利]一种基于图像融合的无线电测向定位方法

说明书

技术领域

本发明属于无线电监测领域。

背景技术

无线电测向是指探测、搜索、截获无线电管理地域内的无线电信号，并对无线电信号进行分析、识别、监视并获取其技术参数、工作特征和辐射位置等技术信息的活动，从而达到对非法电台和干扰源的测向、定位、逼近查找等目的。是有效实施无线电管理的重要手段依据。

现有的无线电测向方式主要是采用分析无线电信号的幅度和相位的方式，目前最常用的为比幅测向和干涉仪测向两种体制，其中比幅测向为采用具有方向性的天线，配合具有场强指示功能的接收机，由操作者手持转动天线寻找来波信号强度最大的方向，干涉仪测向为采用多个天线阵元配合多通道数字接收机判断来波方位，这两种方式都能给出无线电信号的大致方位但是过于依赖于操作者的经验，且难以将辐射源的具体位置与无线电监测信息进行对应，执行效率较低，且容易出现误判和漏判，这种方式在应对突发事件或在未知环境中的使用效果有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种基于图像融合的无线电测向定位方法。

本发明采用的技术方案如下，包括：

步骤1：无线电测向装置检测待测区域中的无线电信号的方向；

步骤2：图像采集装置拍摄待测区域的图像；

步骤3：将无线电信号的方向在所述图像上标示出来；

步骤4：显示标示有无线电信号方向的待测区域的图像。

进一步，将无线电测向装置的天线阵与图像采集装置的镜头布设在同一平面上，且两者都朝向待测区域。

进一步，步骤1中无线电信号的方向信息包括俯仰角及方位角。

进一步，步骤3还包括将无线电信号的方位角与俯仰角转换到所述图像的像素坐标中并将无线电信号的方向在所述图像中标示出来。

进一步，步骤3利用以下公式将无线电坐标系下获取的无线电信号的方位角及俯仰角转换到所述图像的像素坐标系中：

其中，(x_pixel，y_pixel)为图像中的一点在像素坐标系中的坐标值，图像分辨率为n×m个像素；α、β分别为无线电坐标系下无线电信号的方位角及俯仰角；

无线电坐标系的xoz平面为无线电测向装置的天线阵平面，y轴方向与天线阵平面的法线方向相同；图像采集装置的镜头与无线电坐标系的xoz平面平行，图像采集装置的光轴与无线电坐标系的y方向相同；图像采集装置在水平方向的视场角为θ，在垂直方向的视场角为γ。

本发明将视频监控范围内的辐射源位置直观显示在图像上，并标示出无线电方向，相比其他无线电监测系统，有以下几个方面的明显优势：

1.通过图像融合的方式将电磁辐射源目标直观呈现在操作者面前，比单纯观察一个辐射源的信号波形更加直观、准确；

2.无需操作者走动，将操作者从繁重的监控工作中解放出来；

3.实时检测并显示可减少因人为因素造成的误判和漏判。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明中无线电坐标系。

图2为本发明中像素坐标系与图像采集装置的光轴的相对位置关系。

图3为本发明方法所基于的系统的原理框图。

图4为本发明中在图像中标示无线电方向的流程图。

图5为本发明效果图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

参见图3，本发明方法需要使用以下硬件设备，包括无线电测向装置、图像采集装置、计算机处理系统以及显示器。

其中，无线电测向装置用于获取待测区域中无线电信号的方向。

具有此功能的设备是现有的，具体的，无线电测向装置进一步包括由多个天线阵元组成的天线阵、多通道数字接收机以及信号处理模块。天线阵用于将空间分布的无线电信号转换为电信号；多通道数字接收机用于天线阵输出的电信号，并提取其位置、幅度等目标参数；信号处理模块用于根据位置、幅值等目标参数计算无线电信号的方位角与俯仰角。

在又一实施例中无线电测向装置可以获取待测区域中多个辐射源发出的无线电的方向。无线电测向装置为本领域现有技术，在此不再赘述其功作原理。