[发明专利]基于卫星AIS与红外相机的舰船目标联合探测方法

说明书

本发明公开了一种基于卫星AIS与红外相机的舰船目标联合探测方法，所述方法包括：卫星AIS载荷开机，接收舰船目标AIS信号后，在星上实时解析AIS信息，根据星上存储的AIS重点目标库，筛选出重点舰船目标。根据红外相机严格成像模型，确定重点舰船目标的观测时间、区域以及红外相机的观测角度，红外相机开机成像并下传图像。对下传的红外图像进行预处理，根据预处理后的红外图像进行舰船目标检测与特征提取。对卫星AIS与红外图像检测结果进行时空匹配、目标关联和数据融合。本发明的基于卫星AIS与红外相机的舰船目标联合探测方法，将卫星AIS数据与红外图像的检测结果进行目标关联，输出融合结果，实现非合作舰船目标的有效发现，同时验证AIS信息的正确与否。

技术领域

本发明涉及海洋监视技术领域，尤其涉及一种基于卫星AIS与红外相机的舰船目标 联合探测方法。

背景技术

自动识别系统(AIS)旨在自动定位和跟踪船舶，已经广泛应用于海洋监视。AIS 收发器安装在总吨位大于300吨的国际航行船舶和所有客船上，消息报告主要包括船舶 的唯一标识符(MMSI)、经纬度、速度、方向、大小等信息。与岸基AIS监视平台相比， 卫星AIS具有作用距离远、覆盖范围广等优势，是各国卫星应用领域的重要发展方向之 一。同时，卫星AIS技术体制较为成熟，AIS载荷生产成本低，体积小，重量轻，可以 方便搭载在卫星上。但是，AIS无法发现非合作舰船目标，由于各种原因，操作员还可 以关闭舰船上的AIS设备，甚至篡改AIS中的GPS信息，从而干扰或断开外界对舰船的 位置跟踪。与AIS不同，红外探测系统作为被动非合作式遥感，抗侦察、抗干扰能力强。 海面背景红外辐射特性均匀单一，舰船目标的红外辐射特性很强，利用红外成像传感器 很容易探测到舰船目标。同时，红外成像传感器可以全天候工作，特别是在夜间与能见 度不好的情况下工作，非常适合天基海洋监视。因此，在卫星上集成AIS与红外相机载 荷，通过载荷之间的相互配合，进行舰船目标的联合探测，可以有效提高舰船目标的发 现能力，实现多源传感器的优势互补。因此，有必要针对卫星AIS与红外相机的特点， 设计一种高效、可行的联合探测方法，作为天基海洋监视领域的一项技术借鉴与补充。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供了一种基于卫星AIS与红外相机的舰船目标联合探测 方法。具体技术方案如下：

一种基于卫星AIS与红外相机的舰船目标联合探测方法，所述方法包括：

卫星AIS载荷开机，接收舰船目标AIS信号后，在星上实时解析AIS信息，根据星 上存储的AIS重点目标库，筛选出重点舰船目标；

根据红外相机严格成像模型，确定重点舰船目标的观测时间、区域以及红外相机的 观测角度，红外相机开机成像并下传图像；

对下传的红外图像进行预处理，根据预处理后的红外图像进行舰船目标检测与特征 提取；

对卫星AIS与红外图像检测结果进行时空匹配、目标关联和数据融合。

可选地，所述对下传的红外图像进行预处理，包括：

通过卫星轨道、姿态、红外相机安装和成像角度构建卫星严格成像模型，利用卫星严格成像模型对下传的红外图像进行几何校正，得到地图投影坐标系下的平面物方图像。

可选地，所述根据预处理后的红外图像进行舰船目标检测，包括：

通过Tophat变换，区分海面与舰船目标区域，抑制背景杂波，得到图像I；

设置阈值对图像I进行分割，得到包含舰船目标的二值图B；

通过形态学滤波算法，根据红外图像分辨率，滤除低可信度的候选目标，提取目标像素区域；

计算每个目标像素区域内的舰船目标的质心作为红外舰船目标位置。

可选地，所述根据预处理后的图像进行舰船目标特征提取，包括：