[发明专利]基于视频分析与定位信息结合的航空器挂牌方法

权利要求书

1.一种基于视频分析与定位信息结合的航空器挂牌方法，包括下列步骤：

获取已知航空器信息：接收航空器定位系统的信息并进行解析，获得定位系统的已知航空器信息，所述已知航空器信息包括已知航空器ID及其经纬度坐标，将已知航空器的经纬度坐标转换为图像坐标系坐标；

视频监视：采用视频监视系统进行飞行区的视频监视，依据视频监视系统采集的视频图像，通过图像拼接技术将多个相机拍摄到有重叠区域的图像拼接成一幅大型无缝高分辨率的图像，形成全景图像，对全景图像进行以航空器为目标的目标识别和目标跟踪，对识别出的航空器目标计算出图像坐标系坐标并赋予视频监视代码，采用多目标跟踪算法，首先使用混合高斯背景建模对运动的目标进行提取，接着使用卡尔曼滤波对这些目标在下一帧可能出现的位置进行预测，再使用下一帧中实际出现的目标与这些预测的位置进行匹配，得到目标连续运动的信息；

目标匹配：依据或主要依据图像坐标系坐标，将视频监视系统识别出的航空器目标与已知航空器进行匹配运算，用M条已知航空器信息与N个航空器目标跟踪结果之间距离作为权重，使用KM算法进行匹配，对于匹配后的结果，还需移除距离超过某个阈值的匹配，认为它们是未匹配的，建立航空器目标与已知航空器之间的匹配关系；

航空器挂牌：依据视频监视系统识别出的航空器目标和定位系统的已知航空器及其相互间匹配关系进行航空器挂牌，当一个航空器目标有匹配的已知航空器时，以该已知航空器的ID为识别码、以该航空器目标的坐标为坐标、以该航空器目标的宽高为宽高进行航空器挂牌；当一个航空器目标没有匹配的已知航空器时，以该航空器目标的视频监视代码为识别码、以该航空器目标的坐标为坐标、以该航空器目标的宽高为宽高进行航空器挂牌；当一个已知航空器没有匹配的航空器目标时，以该已知航空器的ID为识别码、以该已知航空器的坐标为坐标、以该已知航空器的宽高经验值或设定值为宽高进行航空器挂牌，在航空器目标与已知航空器之间的匹配关系发生变化时，采用下列方式修改航空器挂牌信息：如上一帧图像中航空器目标A与已知航空器X匹配，如当前帧图像中航空器目标A与已知航空器Y匹配，将对应于航空器目标A的航空器挂牌信息中的航空器识别码修改为已知航空器Y的ID，如当前帧中没有与航空器目标A匹配的已知航空器，将对应于航空器目标A的航空器挂牌信息中的航空器识别码修改为航空器目标A的视频监视代码，

挂牌后，如果一个已知航空器消失了且该已知航空器在消失前有与之匹配的航空器目标，在相应挂牌信息中保留或继续采用该已知航空器ID，在与其匹配的航空器目标消失后，取消相应的航空器挂牌；如果一个已知航空器消失了且该已知航空器在消失前没有与之匹配的航空器目标，取消相应的航空器挂牌；如果一个航空器目标消失了且该航空器目标在消失前有与之匹配的已知航空器，在挂牌信息中保留或继续采用该航空器目标的宽高，采用与其匹配的已知航空器的坐标，在与其匹配的已知航空器消失后，取消相应的航空器挂牌；如果一个航空器目标消失了且该航空器目标在消失前没有与之匹配的已知航空器，取消相应的航空器挂牌，以下列方式进行航空器目标出现和消失的判断：当连续多帧出现相互匹配的新的符合航空器特征的运动目标时，将该运动目标作为新出现的航空器目标，当连续多帧未检测到对应于某一航空器目标的运动目标时，认为该航空器目标消失，

在对全景图像进行以航空器为目标的目标识别和目标跟踪中，采用混合高斯背景建模算法进行运动目标的提取，采用卡尔曼滤波算法对当前帧中所提取的各运动目标进行下一帧位置的预测，将各运动目标在下一帧中的预测位置与从下一帧中提取出的各运动目标进行匹配，得到运动目标的连续运动信息，

采用下列方式纠正目标靠近或交错导致的匹配错误：对每一帧图像都进行航空器目标与已知航空器的匹配，如出现目标靠近或交错导致的错误的匹配，能够在交错的目标分开后成功匹配。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于通过坐标映射方式将已知航空器经纬度坐标转换为图像坐标系坐标，具体包括：

1)在全景图像上选取不少于4个标定点，且其中至少有4个标定点不共面；

2)对于任一待转换坐标的点，选取其周围最邻近的4个不共面的标定点，依据这4个标定点的经纬度坐标和图像坐标系坐标，计算出将经纬度坐标映射到图像坐标系坐标的单应矩阵；

3)依据上述单应矩阵和该待转换坐标的点的经纬度坐标，计算获得该点的图像坐标系坐标。