基于短波红外的多模态反无人机探测方法、装置及介质与流程

本发明涉及光电探测与成像，尤其涉及一种基于短波红外的多模态反无人机探测方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、随着无人机技术的快速发展和普及，低慢小无人机在民用航拍、物流配送、农业植保等领域得到广泛应用，但其在机场净空区、重要设施、边境巡逻等敏感区域的非法飞行和滥用行为，也带来了日益严峻的安全威胁。因此，如何实现对低慢小无人机目标的远距离、全天候、高可靠性探测与识别，成为反无人机系统领域亟待解决的技术问题。

2、针对上述需求，现有技术已发展出多种光电探测方案。其一为可见光成像方案，该方案在白天晴朗条件下具有分辨率高、细节丰富、成本低等优势，能够对无人机进行精细识别。其二为长波红外非制冷成像方案，通过探测目标与背景的温差实现夜间和弱光条件下的成像，系统成本相对较低。其三为中波红外制冷成像方案，该方案采用制冷型探测器，在探测距离、灵敏度和小目标探测方面性能优异，能够实现较远距离的无人机探测。

3、然而，上述现有方案均存在显著的技术缺陷。可见光方案高度依赖自然光照，在夜间、雾霾、逆光及复杂背景条件下对比度急剧下降，难以实现稳定探测。长波红外非制冷方案受限于探测器噪声和大气传输特性，空间分辨率和探测距离有限，对体积小、热特征弱的无人机目标远距离探测能力不足。中波红外制冷方案虽然性能优异，但依赖低温制冷机，导致系统成本高昂、体积大、功耗高、寿命受限、维护复杂，难以满足大规模、长时间、分布式部署的工程应用需求。此外，现有方案多为单一传感器或简单并列组合，缺乏针对昼夜与环境条件变化的自适应工作机制，无法在不同场景下自动切换至最优成像模式。

4、因此，亟需一种基于短波红外的多模态反无人机探测方法，以解决光电探测在成本、寿命、探测距离与全天候适应性之间取得平衡的技术问题。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本公开提供了一种基于短波红外的多模态反无人机探测方法，以解决光电探测在成本、寿命、探测距离与全天候适应性之间取得平衡的技术问题。

2、本说明书一个或多个实施例提供了一种基于短波红外的多模态反无人机探测方法，包括以下步骤：

3、获取外界环境信息，所述环境信息包括亮度信息、时间信息及气象参数，对探测空域的可见光图像和短波红外图像进行实时图像质量评价，所述实时图像质量评价包括清晰度、对比度及信噪比评价；

4、根据环境信息及图像质量评价结果，按照预设判决规则动态选择最优成像光谱组合及工作模式，所述工作模式包括日间可见光模式、短波红外被动成像模式、夜间主动短波红外模式；

5、按照选定的工作模式执行无人机目标探测，采集对应的探测图像，对采集的探测图像进行图像处理和信号处理，识别无人机目标，对识别的无人机目标进行定位与持续跟踪；

6、将无人机目标的跟踪结果进行显示输出，在目标跟踪过程中，根据实时图像质量评价结果动态切换工作模式，保证无人机目标的连续稳定成像。

7、优选地，所述日间可见光模式的触发条件为：

8、当环境亮度高于预设亮度阈值，且可见光图像的实时图像质量评价结果满足预设清晰化要求时，触发日间可见光模式；

9、触发后，启用可见光成像执行无人机探测，关闭短波红外主动补光功能。

10、优选地，所述短波红外被动成像模式的触发条件为：

11、当检测到环境存在雾霾、逆光或无人机目标背景为树林/山体类复杂背景，且可见光图像对比度低于预设对比度阈值时，触发短波红外被动成像模式；

12、触发后，启用短波红外被动成像执行无人机探测，关闭可见光成像及短波红外主动补光功能。

13、优选地，所述夜间主动短波红外模式的触发条件为：

14、当环境亮度低于预设夜间亮度阈值或系统处于预设夜间时段时，触发夜间主动短波红外模式；

15、触发后，启用短波红外成像结合短波红外主动补光的方式执行无人机探测，关闭可见光成像功能。

16、优选地，所述预设判决规则为权重算法，分别为环境亮度、图像对比度、气象参数配置权重系数，根据加权计算结果判定最优工作模式。

17、本说明书一个或多个实施例提供了一种基于短波红外的多模态反无人机探测装置，包括：

18、数据收集模块，用于获取外界环境信息，所述环境信息包括亮度信息、时间信息及气象参数，对探测空域的可见光图像和短波红外图像进行实时图像质量评价，所述实时图像质量评价包括清晰度、对比度及信噪比评价；

19、模式选择模块，用于根据环境信息及图像质量评价结果，按照预设判决规则动态选择最优成像光谱组合及工作模式，所述工作模式包括日间可见光模式、短波红外被动成像模式、夜间主动短波红外模式；

20、目标定位模块，用于按照选定的工作模式执行无人机目标探测，采集对应的探测图像，对采集的探测图像进行图像处理和信号处理，识别无人机目标，对识别的无人机目标进行定位与持续跟踪；

21、显控模块，用于将无人机目标的跟踪结果进行显示输出，在目标跟踪过程中，根据实时图像质量评价结果动态切换工作模式，保证无人机目标的连续稳定成像。

22、优选地，所述日间可见光模式的触发条件为：

23、当环境亮度高于预设亮度阈值，且可见光图像的实时图像质量评价结果满足预设清晰化要求时，触发日间可见光模式；

24、触发后，启用可见光成像执行无人机探测，关闭短波红外主动补光功能。

25、优选地，所述短波红外被动成像模式的触发条件为：

26、当检测到环境存在雾霾、逆光或无人机目标背景为树林/山体类复杂背景，且可见光图像对比度低于预设对比度阈值时，触发短波红外被动成像模式；

27、触发后，启用短波红外被动成像执行无人机探测，关闭可见光成像及短波红外主动补光功能。

28、本说明书一个或多个实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述基于短波红外的多模态反无人机探测方法。

29、本说明书一个或多个实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述基于短波红外的多模态反无人机探测方法的步骤。

30、本公开提供的一种基于短波红外的多模态反无人机探测方法、方法、设备及介质，优点在于，通过获取外界亮度、时间及气象参数，并结合可见光与短波红外图像的清晰度、对比度、信噪比实时评价，能够全面感知环境光照、天气条件及当前成像质量，为后续工作模式的智能决策提供准确、多维度的输入依据，避免依赖单一传感器造成的误判；根据环境信息与图像质量评价结果，按照预设判决规则动态选择最优成像光谱组合及工作模式，实现可见光、短波红外被动成像与夜间主动补光模式的自动切换，使系统在昼夜、雾霾、逆光、复杂背景等场景下始终工作于最佳探测模式，显著提升全天候适应性与目标探测可靠性；按照选定的工作模式执行目标探测并采集对应图像，通过图像处理和信号处理识别无人机目标，进而实现定位与持续跟踪，能够充分利用当前最优光谱模式下的高质量图像信息，结合ai识别算法，有效提高远距离、小目标的检测概率与跟踪精度；将跟踪结果实时显示输出，并在跟踪过程中根据图像质量评价结果动态切换工作模式，能够自适应应对环境突变或目标姿态变化引起的成像质量下降，确保无人机目标的连续稳定成像，避免目标丢失，增强系统在复杂动态环境下的鲁棒性。