Signal processing for direction finding and range determining to small UAVs in the optical and infrared ranges

И.В. Корытцев, С.А. Шейко, В.М. Карташов, О.В. Зубков, В.Н. Олейников, С.И. Бабкин, И.С. Селезнев
2020 Radiotechnics  
ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ ПРИ ПЕЛЕНГАЦИИ И ОПРЕДЕЛЕНИИ ДАЛЬНОСТИ ДО МАЛОРАЗМЕРНЫХ БПЛА В ОПТИЧЕСКОМ И ИНФРАКРАСНОМ ДИАПАЗОНАХ Введение В настоящее время количество сфер применения малоразмерных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) стремительно растет, многие из них стали доступными для обычных пользователей. Обнаружение и оценка координат БПЛА имеет решающее значение для защиты от их несанкционированного применения в охраняемых зонах, для предотвращения столкновения БПЛА с другими летательными
more » ... ратами, в случаях навигации нескольких БПЛА при выполнении экологического мониторинга, наблюдения и ландшафтной разведки. Для обнаружения и пеленгации БПЛА используют радиолокационные, радиочастотные, акустические и оптико-электронные методы, а также их комплексирование [1] . Среди оптико-электронных методов определения координат объектов выделяют лазерное сканирование, структурированное освещение и пассивные стерео-бинокулярные системы [2] . Пассивные оптико-электронные системы по сравнению с активными обеспечивают следующие преимущества: скрытность измерений, значительно меньшее энергопотребление и низкая себестоимость за счет отсутствия мощного дорогостоящего лазера, возможность распознавания объектов по анализу их изображений, возможность измерения расстояний до удаленных объектов или объектов с малым коэффициентом отражения [3, 4] . Стерео-бинокулярные системы могут быть реализованы как в оптическом (видимом) [5 -7], так и в инфракрасном (ИК) [8] диапазонах. Они применяются для автоматизации посадки больших БПЛА или навигации малых БПЛА в условиях ограниченного пространства. Существуют пассивные оптико-электронные системы определения местоположения объектов с применением одной камеры [9, 10]. Однако для измерения расстояния они должны оперировать серией кадров, сделанных камерой при разных значениях фокусного расстояния [9] либо при ее пространственном смещении [10]. Очевидно, что в случае наблюдения движущихся БПЛА применение таких методов не представляется возможным. Прогресс в развитии матричной видеотехники высокого разрешения открывает новые возможности для обнаружения воздушных объектов малых размеров, измерения их координат, а также их распознавания. Применение современных светочувствительных матриц позволяет расширить возможности системы стереовидеонаблюдения (СВН) на ближний и дальний ИК диапазоны [8, 11] . Использование оптико-электронного метода СВН в сочетании с акустическим методом выявления воздушных объектов [12 -15] позволит в значительной степени повысить эффективность аппаратурного комплекса для противодействия дронам. Существует множество алгоритмов обработки стереоизображений для измерения дальности [16 -19]. Количество этапов обработки, содержание этих этапов и их параметры зависят от конкретной задачи: от вида, структуры, размера наблюдаемого объекта; от условий наблюдения -освещенности объекта, его контраста с фоном, отношения сигнал/шум; от наличия или отсутствия предварительного целеуказания и т.д. В данной работе рассматривается задача выбора алгоритма обработки видеоизображений стереопары, полученных в видимом, ближнем или дальнем ИК диапазонах, определение параметров этого алгоритма, обеспечивающих надежное определение дальности до малых
doi:10.30837/rt.2020.3.202.13 fatcat:eehy32i3uvhbzmhagnsbvdb72a