[发明专利]一种基于光电搜索的反无人机系统

权利要求书

1.一种基于光电搜索的反无人机系统，其特征在于：

包括光电搜索跟踪系统:用于对低慢小目标进行图像采集；

目标图像快速检测系统：用于对光电搜索跟踪系统采集到的图像进行快速处理，实现复杂背景下对所述低慢小目标进行跟踪定位与识别；

云台系统：用于带动光电搜索跟踪系统进行快速周扫；

伺服控制系统：利用所述目标图像快速检测系统处理后的结果对云台系统进行控制，并实现云台系统的快速启停。

2.根据权利要求1所述的一种基于光电搜索的反无人机系统，其特征在于：所述光电搜索跟踪系统包括红外热成像系统(4)和可见光成像系统(5)，所述红外热成像系统(4)用于对搜索空域进行成像，所述可见光成像系统(5)用于辅助所述红外成像系统(4)进行成像。

3.根据权利要求1所述的一种基于光电搜索的反无人机系统，其特征在于：所述云台系统包括水平转台和垂直转台，所述水平转台包括电机A(2)、转轴(3)和水平工作台(1)，所述电机A(2)连接转轴(3)，所述转轴(3)带动所述水平工作台(1)做水平转动；所述垂直转台设置在所述水平转台上方，所述垂直转台包括电机B(8)、齿轮(9)、弧形齿条(7)和垂直工作台(6)，所述电机B(8)带动齿轮(9)转动，所述弧形齿条(7)设置在所述垂直工作台(6)上，所述齿轮(9)经弧形齿条(7)使垂直工作台(6)做俯仰运动；所述光电搜索跟踪系统设置在所述垂直工作台(6)上。

4.根据权利要求1和3所述的一种基于光电搜索的反无人机系统，其特征在于：所述伺服控制系统控制所述电机A(2)与所述电机B(8)。

5.一种用于权利要求1所述的目标图像快速检测系统的快速检测方法，其特征在于：所述目标快速检测系统的快速检测步骤如下：

S51：对所述目标图像快速检测系统检测到的图像进行预处理；并对预处理后得到的合理目标进行显著性检测，若满足显著性，则为合理性目标，否则为假目标；

S52：若连续n帧均能检测到所述合理性目标，则为疑似真目标并使系统进入跟踪模式，跳转至步骤S53；否则为噪声干扰并进入下一个空域进行检测，其中n代表所述光电搜索跟踪系统每停留一次进行拍摄的图像帧数；

S53：将所述跟踪模式跟踪到的稳定目标作为卷积神经网络的输入，输出所述稳定目标为真实目标的置信度，若置信度大于阈值，则所述稳定目标为真实目标，否则为伪目标。

6.根据权利要求5所述的目标图像快速检测系统的快速检测方法，其特征在于：所述步骤S51的具体步骤如下：

S511：对图像进行灰度化处理，并进行中值滤波；

S512：对步骤S511处理后的图像进行背景抑制；

S513：利用三帧差法提取原始图像中的运动疑似目标，得到处理后的图像；

S514：将步骤S512得到的图像与所述步骤S513得到的图像进行与运算，得到最终预处理后的图像；

S515：在所述预处理后图像中提取疑似目标轮廓，并对所述疑似目标轮廓进行圆度计算，若所述疑似目标轮廓小于圆度阈值，则为合理目标，否则为假目标；

S516：计算所述合理目标区域的灰度均值meanV0；

S517：计算以所述合理目标为中心的周围k个局部区域的灰度均值，并得出所述k个局部区域中灰度均值的最大值maxMean；

S518：计算显著性

S519：若所述合理目标的显著性Q大于显著性阈值C且大于所述最大值maxMean的阈值百分数D,则为合理性目标，否则为假目标。

7.根据权利要求6所述的目标图像快速检测系统的快速检测方法，其特征在于：

所述步骤S515中，提取疑似目标轮廓的方法为：先将图像二值化，所述疑似目标为高亮像素，背景为纯黑像素；后提取高亮部分的外轮廓；

所述圆度计算公式为：

其中A表示所述疑似目标轮廓的圆度，p表示所述疑似目标轮廓的周长，s表示所述疑似目标轮廓的面积。

8.根据权利要求5所述的目标图像快速检测系统的快速检测方法，其特征在于：所述所述步骤S53中，对目标进行跟踪的步骤如下：

S531：利用卡曼滤波对所述疑似真目标在下一帧中出现的位置进行预测；

S532：在预测位置的局部区域进行目标检测，所述检测方法为步骤S51-S52；

S533：将步骤S532检测到的目标与所述疑似真目标进行匹配；

S534：若匹配成功，则继续进行目标跟踪；若未匹配成功，则跳转至步骤S535；

S535：在后续帧中扩大搜索范围，若在帧数阈值内检测匹配到疑似真目标，则继续进行跟踪；否则认为目标丢失。