視覺信息輔助無人機偵察目標定位技術

練倩倩 袁琛

摘 要：無人機偵察是一項對技術要求很高的工作，而目標定位作為無人偵察作業中的一項重要內容，其對于工作的開展會造成直接影響。從以往的經驗來看，傳統無人偵察目標定位受量測設備、平臺等多項因素影響，這都降低了定位的精準度。下面，針對視覺信息輔助無人機偵察目標定位技術進行全面分析，希望文中內容對于相關工作人員，以及整個行業的發展都可以有所作用。

關鍵詞：無人機;視頻信息;偵察目標;定位技術

隨著科技的快速發展，無人機技術變得更加成熟，其在許多行業中都得到了廣泛應用。從目前的情況來看，無人機廣電偵察在具體應用期間與衛星偵察相比，其具有效率高、成本低、偵察區域靈活等多項優勢，這也使該項技術得到了的廣泛應用，并且從實際應用情況來看，也取得了不錯的應用效果。

1 無人機

無人機就是無人駕駛飛機的簡稱，其是現代科技快速發展的一種參悟，其可以通過自備程序和無線遙設備進行飛行。無人飛機與有人駕駛飛機相比，其更加適合在危險、愚鈍等類型任務中應用[1]。目前，無人機飛機已經被應用到了不同領域，例如在偵察領域中就得到了合理應用，并且取得了不錯的成績。

2 以拓撲地圖為基礎的視覺輔助目標定位

拓撲地圖中的每個節點都對應指定的環境區域或特征，在實際問題分析期間，若將具有全局節點關聯方位信息內容和參考坐標加入到地圖中，此時，可以對絕對地理位置加以利用，若沒有引進節點、坐標系空間，可以用于路徑規劃。通過對拓撲地圖的分析可以發現，其在具體應用期間具有占用計算機內存少、緊湊、簡單等特點[2]。在進行偵察目標定位時，需要讓跟蹤目標始終都在視野范圍內，從而實現對目標的全面跟蹤，實現對偵察目標的精準定位。此外，需要施工人員注意的是，如果偵察作業是在視覺特征十分豐富的城市范圍內，在進行目標定位時，可以多個匹配特征點空間的具體位置，完成對觀測點與目標位置的推算，確保最終位置的準確性與合理性[3]。

綜上所述，以拓撲地圖為基礎的方法在具體應用期間，在快速粗定位上的應用優勢更明顯，特別是在一些航線已經明確的路徑上開展相應的偵察任務，更加容易實現偵察目的，但是，該方法在具體應用過程中也存在一定缺點就是匹配速度會對偵察的實時性產生制約，這也是在對該方法應用時需要工作人員特別注意的一項內容。

3 以特征跟蹤為基礎的視覺輔助目標定位

該方法在具體應用期間主要包括兩個子問題，具體內容如下：

（1）運動檢測

對被跟蹤特征進行明確，在下一幀中對特征可能出現的具體區域進行精準識別，進而為后續工作的順利開展提供支持，確保偵察目標定位的準確性。

（2）特征匹配

在偵察作業期間，在指定區域內找到相應的匹配特征。需要工作人員注意的是，當偵察作業期間采用的無人機處于高速飛行狀態時，為了保證作業的順利進行，在條件允許的情況下，要盡量縮短問題的處理時間，并且要提高跟蹤準確度，為了達到這一目標，在偵察作業開展期間，要快速獲取到精準運動模型，同時，能夠準確預估后續幀的特征。

運動與測時可以引入濾波算法，通過對濾波算法的應用，能夠更加精準的體現運動狀態[4]。例如，可以將GPS定位算法與特征跟蹤進行適當融合，對二值化操作和圖像分割方法進行應用，完成對預定義特征的京族還能識別。例如，針對房建工程上的窗戶，通過（卡爾曼濾波）KF算法匹配，實現對建筑工程中的這些窗戶的跟蹤。此外，在偵察目標定位時，為了降低長期積累產生的誤差，可以依據具體情況，安排航線重訪點，通過對擴展卡爾曼濾波（EKF）法進行應用，實現閉環控制。在勘測目標定位時，也可以采取環繞方式對目標進行觀測，在該期間可以采取Recursive Least Squares Filtering（RLS）濾波，完成吊艙標定后，依據具體情況，進行有偏估計、測風、選擇環繞路徑等多項措施，完成相應的分析工作，從而達到降低誤差，提高偵察目標定位的準確性。從以往實際應用情況來看，對該方法進行應用，能夠將地理定位誤差控制在5.0m以內，可以滿足應用需求。

4 兩種視覺目標輔助定位的對比分析

以拓撲地圖為基礎的視覺輔助目標定位，該方法在應用的優勢就是實現了高精度絕對定位，并且，在實際作業期間定位精度不會受采用的傳感器器的具體精度，以及平臺性能的影響，但是，要想確保該方法的作用能夠得到全面發揮，要體現存儲大量的知識和經驗，在此基礎上對魯棒性匹配方法進行應用，這也導致該方法的實時匹配性相對較差，因此，適合應用在地面景物特征豐富環境下[5]。以特征跟蹤為基礎的視覺輔助目標定位，該方法能夠在短時間內完成對相鄰幀運動量的計算，快速實現精確定位，同時，為了實現對隨著時間不斷積累的誤差，在對該方法進行應用時，可以同其他量測值融合，完成相應的濾波處理，對該方法進行應用時，不需要對偵察目標所在區域內進行全局性表達，也正是因為如此，使該方法具有實時性好、儲量小的特點，需要注意的是，該方法并不適合在快速運動偵察現場中應用。因此，在具體作業開展期間，應當通過合理方法，對這兩種方法進行組合，取長補短，這不僅縮小了隨著時間推移誤差的積累，而且也大幅度降低了匹配數據庫的難度，實現高精度航拍定位。

5結束語：

現代人們對無人機偵察任務需求變得更加廣泛，偵察任務變得更加艱巨，這也就對無人機的智能化、小型化提出了更高的要求。在利用無人機偵察時，為了提高目標定位的準確性，要加強對各種先進信息技術的應用，從而使偵察水平得到進一步提升。

參考文獻

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[2]盛碧琦，孫盛智，侯妍.美國無人機在局部作戰行動中的運用及發展趨勢[J].飛航導彈，2020（02）：51-54+59.

[3]張立豐，井立.自主無人偵察飛機典型綜合飛行品質試飛評估技術淺析[J].江蘇航空，2020（01）：31-34.

[4]龐強偉，胡永江，李文廣.多無人機多目標協同偵察航跡規劃算法[J].中國慣性技術學報，2019，27（03）：340-348.

[5]張清亮，沈壽林，張國寧.基于深度學習的無人機偵察圖像目標識別[J].信息與電腦（理論版），2019，31（19）：46-48.