減小鏈路延時對光電載荷目標鎖定影響的方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及無人機技術領域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種應用于無人機系統(tǒng)中，由于鏈路傳輸延時對光電載荷目標鎖定帶來的影響情況下使用的減小鏈路延時對光電載荷目標鎖定影響的方法。
【背景技術】
[0002]無人機技術是21世紀軍事裝備技術的重要發(fā)展方向，在近10年來的幾次局部戰(zhàn)爭中，無人機都發(fā)揮了巨大威力。
[0003]無人機系統(tǒng)由無人機平臺和地面控制站構(gòu)成，其中無人機平臺搭載任務載荷滿足特定的任務需要，地面控制站通過測控鏈路實現(xiàn)對無人機狀態(tài)監(jiān)視、載荷操控、載荷數(shù)據(jù)顯示等工作。
[0004]無人機系統(tǒng)一個廣泛應用場景為目標的偵查、監(jiān)視、打擊；主要手段為通過光電載荷產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)進行，通過人在回路操控實現(xiàn)目標識別、鎖定工作。
[0005]光電載荷一般指可見光、紅外視頻等成像類任務載荷，通過光電載荷實現(xiàn)對監(jiān)視區(qū)域的可見光、紅外成像。通過連續(xù)成像構(gòu)成實時動態(tài)視頻，動態(tài)視頻在機載端通過壓縮、測控鏈路傳輸、地面站接收、解壓顯示等工作，完成對目標區(qū)域的監(jiān)視。并通過人在回路操控形式完成視頻中感興趣目標的選取、鎖定，并將目標參數(shù)上傳至無人機平臺及光電載荷中，光電載荷通過影像匹配方法實現(xiàn)對目標的匹配和跟蹤。
[0006]在無人機光電載荷應用過程中，如目標監(jiān)視、跟蹤過程中，由于光電載荷視頻產(chǎn)生、壓縮、傳輸?shù)降孛?，由地面進行解壓顯示過程，不可避免帶來延時，其中主要延時產(chǎn)生在視頻傳輸過程中，現(xiàn)階段視距微波鏈路延時大約在500ms左右，一跳衛(wèi)通鏈路延時1200ms左右。鏈路延時極大影響了載荷操控體驗，如在目標鎖定過程中，地面操控人員看到的視頻實際是500ms或者1200ms以前的視頻，加上載荷反應滯后使得目標動態(tài)鎖定極其困難，往往是無法完成目標鎖定、目標跟蹤；極大影響了載荷操控體驗，甚至是影響無人機任務實現(xiàn)。因此如何減小鏈路延時對光電載荷操控的影響一直是個熱點問題，鏈路延時也是無人機測控鏈路的關鍵指標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個目的是解決上述至少一個問題或缺陷，并提供后面將說明的至少一個優(yōu)點。
[0008]本發(fā)明還有一個目的是提供一種減小鏈路延時對光電載荷目標鎖定影響的方法，其通過在無人機的機載端設置有機載端數(shù)據(jù)處理模塊，機載端數(shù)據(jù)處理模塊將所述目標數(shù)據(jù)與緩存時序影像進行時序匹配，更新匹配數(shù)據(jù)的操控指令以消除延時影響，通過本方法能夠提升光電載荷操控體驗，減小操作失誤，提高載荷目標鎖定靈敏性，消除延時、載荷滯后帶來的影響，提尚光電載荷目標鎖定效率。
[0009]本發(fā)明還有一個目的是提供一種機載端數(shù)據(jù)處理模塊，僅將機載端數(shù)據(jù)處理模塊串接入載荷操控流程中，對機載端其他系統(tǒng)以及地面端設備沒有改動，對系統(tǒng)無影響，設備與效果宜于驗證。
[0010]為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種減小鏈路延時對光電載荷目標鎖定影響的方法，包括以下步驟:
[0011]步驟一、選取目標數(shù)據(jù)；
[0012]步驟二、將所述目標數(shù)據(jù)與緩存時序影像進行時序匹配，更新匹配數(shù)據(jù)的操控指令；
[0013]步驟三、輸出所述操控指令至光電載荷。
[0014]優(yōu)選的是，其中，所述步驟二中的匹配的具體過程如下:
[0015]參照所述緩存時序影像，將所述目標數(shù)據(jù)逐幀前推至當前時刻，以消除延時影響。
[0016]優(yōu)選的是，其中，緩存時序影像進行所述目標數(shù)據(jù)的匹配主要通過對緩存時序影像進行目標搜索來實現(xiàn)，具體包括:選擇搜索目標的坐標特征數(shù)據(jù)或者量化特征數(shù)據(jù)，將所述坐標特征數(shù)據(jù)或者量化特征數(shù)據(jù)與緩存時序影像中的坐標特征數(shù)據(jù)或者量化特征數(shù)據(jù)進行匹配。
[0017]優(yōu)選的是，其中，目標的特征來源于地面端人工的選擇，而緩存時序影像的時間序列可依據(jù)鏈路延時、視頻幀頻進行配置。
[0018]優(yōu)選的是，其中，采用通用模板匹配或特征匹配的方式實施針對所述目標數(shù)據(jù)的匹配。
[0019]優(yōu)選的是，其中，根據(jù)不同的鏈路延時對緩存內(nèi)幀數(shù)進行相應調(diào)整。優(yōu)選的是，其中，選取目標數(shù)據(jù)步驟由無人機的地面端執(zhí)行，將所述目標數(shù)據(jù)與緩存時序影像進行時序匹配，更新匹配數(shù)據(jù)的操控指令；輸出所述操控指令至光電載荷步驟由無人機的機載端執(zhí)行。
[0020]優(yōu)選的是，其中，所述機載端設置有機載端數(shù)據(jù)處理模塊，所述機載端數(shù)據(jù)處理模塊通過接受目標數(shù)據(jù)，參照緩存時序影像，將所述目標數(shù)據(jù)逐幀前推至當前時刻，以消除延時影響。
[0021]優(yōu)選的是，其中，所述機載端數(shù)據(jù)處理模塊包括基于DSP或ARM的通用處理器、相應的軟件設備以及數(shù)據(jù)接口，所述數(shù)據(jù)接口接受和發(fā)送操控指令，接受地面目標數(shù)據(jù)中的視頻幀數(shù)據(jù)，所述軟件設備完成接口管理、目標數(shù)據(jù)緩沖與目標數(shù)據(jù)匹配操作。
[0022]優(yōu)選的是，其中，所述地面端包括通用計算機以及相應的軟件，所述通用計算機為個人計算機或者工控機，相應的軟件完成地面目標的選取、光電載荷數(shù)據(jù)的接受、光電載荷狀態(tài)的顯示以及視頻的解壓顯示。
[0023]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0024]本發(fā)明通過在機載端進行時序遞推匹配繞開了鏈路等帶來的延時，提高了載荷可操控性，減小操作失誤，提高載荷目標鎖定靈敏性，消除延時、載荷滯后帶來的影響，提高光電載荷目標鎖定效率。僅將機載端數(shù)據(jù)處理模塊串接入載荷操控流程中，對機載端其他系統(tǒng)以及地面端設備沒有改動，對系統(tǒng)無影響，設備與效果宜于驗證。
[0025]本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的方法執(zhí)行的系統(tǒng)組成示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明的機載端數(shù)據(jù)處理模塊的流程示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明的地面端的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0030]如圖1所示，提供一種減小鏈路延時對光電載荷目標鎖定影響的方法，該方法應用于無人機的光電載荷操控系統(tǒng)，由機載端和地面端構(gòu)成；其中機載端部署于無人機平臺，地面端部署于無人機地面站。其中，地面端完成光電載荷目標數(shù)據(jù)選取工作，機載端完成光電載荷目標時序匹配并消除鏈路延時影響，將無影響操控指令輸出給光電載荷，完成光電載荷目標跟蹤鎖定操作。
[0031]所述方法具體包括以下步驟:
[0032]步驟一、地面端選取目標數(shù)據(jù)；
[0033]步驟二、機載端將所述目標數(shù)據(jù)與緩存時序影像進行時序匹配，更新匹配數(shù)據(jù)的操控指令；
[0034]步驟三、輸出所述操控指令至光電載荷。
[0035]其中，所述步驟二中的匹配的具體過程如下:參照所述緩存時序影像，將所述目標數(shù)據(jù)逐幀前推至當前時刻，以消除延時影響，根據(jù)不同的鏈路延時對緩存