[发明专利]用于多旋翼无人热气飞艇的前视目标探测系统及方法

权利要求书

1.一种用于多旋翼无人热气飞艇的前视目标探测系统，其特征在于，包括：前视目标探测装置和前视目标探测系统程序模块；所述前视目标探测装置用于获取运动目标观测影像；所述前视目标探测系统程序模块用于对所述运动目标观测影像进行数据处理；

所述前视目标探测装置包括：激光测距/激光照射模组、连续变倍电视镜模组、可变焦红外镜模组，采用优化设计开发的白光/红外热像/激光测距三光合一的多模组辨识系统集中控制方式；

所述前视目标探测系统程序模块包括：数据读取/预处理子模块，数据/图像处理子模块、数据/图像显示子模块。

2.如权利要求1所述用于多旋翼无人热气飞艇的前视目标探测系统，其特征在于，所述激光测距/激光照射模组包括：激光测距组件和激光照射组件；

所述激光测距组件采用以二极管泵浦固态脉冲式激光器二次优化技术设计，用于实现激光测距、定位；

所述激光照射组件采用面射型激光作为补光光源，用于为连续变倍电视镜夜视工作条件提供照射光源，

所述激光测距组件与所述激光照射组件共同构成一体化模组。

3.如权利要求2所述用于多旋翼无人热气飞艇的前视目标探测系统，其特征在于，所述连续变倍电视镜模组采用基于非球面镜以减少镜片组、能耗及功率二次优化设计的超低照度百万像素长焦镜头摄像机系统；

所述连续变倍电视镜还配有光学防抖、瞬时自动对焦和自动光圈功能，用于实现不同视场角、不同画面景别控制。

4.如权利要求3所述用于多旋翼无人热气飞艇的前视目标探测系统，其特征在于，所述可变焦红外镜模组采用二次优化分布孔径红外辐射探测和信号读出及处理非致冷红外焦平面阵列器件技术设计的红外探测器；

用于获得大的像面照度的大的通光口径和相对孔径的捷联式凝视成像，通过视轴轴线与光轴轴线的偏差来确定观测点与目标的相对位置获取目标方位信息，对运动目标的观测，实现大视场对前方全地域目标进行实时成像。

5.如权利要求4所述用于多旋翼无人热气飞艇的前视目标探测系统，其特征在于，所述前视目标探测装置还包括双向稳定旋转基座；所述双向稳定旋转基座采用二次优化技术设计的两轴和高精度陀螺仪双系统光电转塔双向稳定器，由双CPU的软硬件冗余控制构成双向稳定旋转基座。

6.如权利要求5所述用于多旋翼无人热气飞艇的前视目标探测系统，其特征在于，所述激光测距/激光照射模组、所述连续变倍电视镜模组、所述可变焦红外镜模组三者之间具有相互平行的高质量，高精度的光轴轴线，且可通过软硬件实现多光轴成像的光轴平行性误差检测与校准。

7.如权利要求6所述用于多旋翼无人热气飞艇的前视目标探测系统，其特征在于，所述前视目标探测装置还包括光轴基准调校装置和目标锁定跟踪模块；所述光轴基准调校装置，用于调校所述激光测距/激光照射模组、所述连续变倍电视镜模组、所述可变焦红外镜模组的光轴基准；

所述目标锁定跟踪模块用于控制并实现对目标区域的观测操作。

8.如权利要求1所述用于多旋翼无人热气飞艇的前视目标探测系统，其特征在于，所述数据/图像处理子模块，在复杂背景下目标数据的读取通过调用模块化二次优化设计的函数程序，包括：数据重构、图像插值、图像伪彩色处理、运动目标检测、目标特征提取、目标跟踪。

9.如权利要求8所述用于多旋翼无人热气飞艇的前视目标探测系统，其特征在于，所述目标特征提取具体为：复杂背景下扩展目标的特征提取方法、目标分割、目标检测与有效跟踪算法，与运动目标的成像特性、运动特性相关的目标局部的精确定位及实时图像处理要求的算法，通过将数据指针导入相应函数予以实现，并将处理的结果传递到系统的界面显示窗口中显示。

10.一种用于多旋翼无人热气飞艇的前视目标探测方法，其特征在于，包括：

获取并载入运动目标观测影像并对其进行数据预处理，将数据传输至地面综合指挥车的数据服务器进行数据分析与处理，实现数据/图像的分析、处理及在系统界面上的跟踪显示；

在系统界面上对图像进行运动目标检测并提取目标特征，运用二次优化软件开发技术的数据跟踪算法对特征目标锁定并进行跟踪，将所获取的每一帧的锁定跟踪结果显示在系统界面，并将每帧检测到的目标坐标参数数据存储；

系统显示界面的左下方为目标的状态信息栏，其中显示了目标的方位信息及目标的运行/跟踪轨迹，显示目标基于观测点的实际偏转方位，标示其运行轨迹，将目标控制在系统可视范围内；当目标的观测偏转角度大于一定视场范围，通过调整观测镜所在位置，防止目标跑出观测镜的可视范围。