[发明专利]一种基于空间大脑的地面区域持续监控系统

说明书

本发明涉及一种基于空间大脑的地面区域持续监控系统，解决星上计算能力相对较弱，不能对所获图像进行处理的问题。包括空间神经元以及空间智能资源库，空间神经元指基于同一轨道面内的卫星群中的每颗低轨卫星，每个低轨卫星为同构的智能体，接收、处理地面指令并完成遥感图像的采集和处理，根据地面训练的深度学习模型将处理后的数据返回给地面；空间智能资源库部署于地面，接收用户提出的实际监控任务，训练相应的遥感图像识别模型，并将任务信息和模型发送到任意一个空间神经元，接收到任务信息的空间神经元解析监控命令并发送给即将执行任务的空间神经元；空间智能资源库接收所有空间神经元返回的监控结果，最后将执行完成的结果返回给用户。

技术领域

本发明属于智能网络通信技术领域，特别涉及一种基于空间大脑的地面区域持续监控系统。

技术背景

天地一体化信息网络目标在于推进天基信息网、未来互联网、移动通信网的全面融合，形成覆盖全球的天地一体化信息网络。

为促进国内天地一体化信息网络的发展，抢占空间通信及计算资源，增强中国的科技力量，积极发掘天地一体化信息网络的实际应用场景，突破相关技术瓶颈成为重要目标。

当前遥感卫星仅能够进行图像的拍摄任务，并不能对所获取的图像进行处理

发明内容

面向低轨遥感卫星星座，本发明设计了一种区域监控系统，解决星上计算能力相对较弱，不能对所获图像进行处理的问题。

本发明包括空间神经元以及空间智能资源库，针对地面区域的特定监控任务，为低轨卫星星座设计“空间大脑”。“空间大脑”采取P2P形式，每个低轨卫星为同构的智能体，均可接受并传递智能监控任务。任何一个节点接收到监控命令后，在到达指定区域上空后，执行监控任务，离开目标区域后，通过轨道面内星间链将任务下发给同轨道面内的下一个低轨卫星节点，从而实现指定地面区域的持续监控；本发明同时在地面设立空间智能资源库进行任务模型训练并发送给空间神经元，实现遥感图像的分布式智能分析与处理，从而实现智能化的持续监控。

有益效果

本发明实现了地面特定区域的智能化持续监控。

附图说明

图1空间大脑总体框架；

图2空间神经元结构；

图3故宫人群拥挤监控

具体实施方式

空间大脑总体框架

空间大脑总体框架如图1所示。每颗低轨卫星作为一个神经元，均具有接收并处理地面指令以及完成遥感图像的采集和处理的能力，最后将处理后的数据返回给地面。地面建立空间智能资源库，用以训练深度学习模型，并将训练完成的模型发送给空间神经元。同时，地面作为服务的发起者，可以发起监控任务。

空间神经元

在搭载高分遥感相机以及基础图像处理能力的立方星上，搭建相关软件，使其具备图像拍摄、处理的能力，称其为“空间神经元”，同时每个空间神经元均可与其他神经元进行信息交互以及完成图像的拍摄、处理以及数据传输过程，从而构成了分布式智能代理系统。空间神经元结构如图2所示。各部分功能如下：

(1)图像处理：基于地面训练的深度学习框架(如U-net)，空间神经元可对拍摄的图像进行图像识别、压缩等处理；

(2)操作系统：立方星硬件上，首先需要安装操作系统，根据硬件结构及能力，操作系统可以选择Windows或者Linux；

(3)算法环境：在安装的操作系统基础上，安装Anaconda等虚拟环境软件，作为图像处理算法的基础环境。

空间神经元可以在立方星到达指定位置后，开始拍摄遥感图像，并将拍摄的图像进行处理，得到监控结果。