基于并行异构传感器的火箭目标识别系统技术方案

本发明专利技术公开了基于并行异构传感器的火箭目标识别系统，能够满足在线飞行器系统的高可靠性和低功耗智能集成处理的需求。包括接收通道、第一卷积层、第一池化层、第二卷积层、第二池化层以及第三卷积层。接收通道接收雷达图像、可见光图像以及红外图像。第一卷积层为三维卷积核，分别对雷达图像、可见光图像以及红外图像进行卷积处理后输入至第一池化层，经第一池化层的三维卷积核的池化处理后输入至第二卷积层；第二卷积层的三维卷积核，对第一池化层的池化图像进行卷积处理。第二池化层为三维池化核，第二卷积层的卷积图像进行池化处理，其和图像输入至第三卷积层进行卷积处理，得到三个和图像的卷积图像并作为目标识别结果图像输出。

【技术实现步骤摘要】
基于并行异构传感器的火箭目标识别系统
本专利技术涉及火箭集成领域，具体涉及基于并行异构传感器的火箭目标识别系统。
技术介绍
火箭的飞行过程涉及大量的复杂事件的流程和时序控制，基于并行异构传感器的集成控制成为可有效解决火箭集成的研究方向。火箭的飞行过程涉及了从点火，起飞以后一直到入轨的过程中火箭的控制，其部分节点并不是确定某一个时刻，有可能是一个范围。传统方案以固定的分布式设计，同时并行处理多个传感器数据为主，功耗大先用大量系统资源，而且难以准确控制。虽然，每一发火箭的最后实现时序在具体时间上都会不太一样，同一型号的火箭在执行不同任务时，控制时段也存在着差异，而本专利使用了并行异构传感器方案，有效解决了飞行器部分节点的时间不确定的控制准确性问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供并行异构传感器的火箭目标识别系统，能够满足在线火箭集成系统的高可靠性和低功耗目标识别的需求。为达到上述目的，本专利技术的技术方案为：基于并行异构传感器的火箭集成系统，包括接收通道、第一卷积层、第一池化层、第二卷积层、第二池化层以及第三卷积层。接收通道通过三个通道分别接收来自雷达传感器、可见光传感器和红外传感器的输入图像，分别为雷达图像、可见光图像以及红外图像。第一卷积层为三维卷积核，分别对应来自雷达传感器、可见光传感器和红外传感器的输入图像；第一卷积层分别对雷达图像、可见光图像以及红外图像进行卷积处理，得到雷达图像的卷积图像、可见光图像的卷积图像以及红外图像的卷积图像均输入至第一池化层。第一池化层为三维池化核，分别对应雷达图像的卷积图像、可见光图像的卷积图像以及红外图像的卷积图像，第一池化层分别对雷达图像的卷积图像、可见光图像的卷积图像以及红外图像的卷积图像进行池化处理，得到第一池化图像、第二池化图像以及第三池化图像，均输入至第二卷积层；第二卷积层为三维卷积核，分别对应第一池化图像、第二池化图像以及第三池化图像；第二卷积层分别对第一池化图像、第二池化图像以及第三池化图像进行卷积处理，得到第四卷积图像、第五卷积图像以及第六卷积图像均输入至第二池化层。第二池化层为三维池化核，分别对应第四卷积图像、第五卷积图像以及第六卷积图，第二池化层分别对第四卷积图像、第五卷积图像以及第六卷积图进行池化处理，得到第四池化图像、第五池化图像以及第六池化图像，将第四池化图像、第五池化图像以及第六池化图像像素对应相加得到的和图像作为第三卷积层的输入图像。其中第一卷积层、第一池化层、第二卷积层和第二池化层中对应处理雷达图像、雷达图像的卷积图像、第一池化图像和第四卷积图像的卷积核和池化核在火箭的上升段和下压段置零。第一卷积层、第一池化层、第二卷积层和第二池化层中对应处理可见光图像、可见光图像的卷积图像、第二池化图像和第五卷积图像的卷积核和池化核在火箭的机动段置零。第一卷积层、第一池化层、第二卷积层和第二池化层中对应处理红外图像、红外图像的卷积图像、第三池化图像和第六卷积图像的卷积核和池化核在火箭的平飞段置零。第三卷积层为三维卷积核，三维卷积核分别对和图像进行卷积处理，得到三个和图像的卷积图像并作为目标识别结果图像输出。进一步地，接收通道接收到的雷达图像、可见光图像以及红外图像，其中雷达图像的尺寸为(1,height,weight)；可见光图像的尺寸为(2,height,weight)；红外图像的尺寸为(3,height,weight)，height为输入图像的高度，weight为输入图像的宽度。进一步地，第一卷积层设置三个卷积核分别对应3个通道的输入图像，包括第一卷积核，尺寸为(1,k_h,k_w)；第二卷积核，尺寸为(2,k_h,k_w)；第三卷积核，尺寸为(3,k_h,k_w)；k_h为卷积核的高；k_w为卷积核的宽；k_h/2能被height整除；k_w/2能被weight整除。第一卷积核在雷达图像空间维度上进行滑窗操作，每次滑窗与(k_h,k_w)窗口内的所有的像素值进行卷积操作，输出雷达图像的卷积图像。第二卷积核在可见光图像空间维度上进行滑窗操作，每次滑窗与(k_h,k_w)窗口内的所有的像素值进行卷积操作，输出可见光图像的卷积图像。第三卷积核在红外图像空间维度上进行滑窗操作，每次滑窗与(k_h,k_w)窗口内的所有的像素值进行卷积操作，输出红外图像的卷积图像。雷达图像的卷积图像、可见光图像的卷积图像以及红外图像的卷积图像均输入至第一池化层。进一步地，第一池化层设置三个池化核，分别对应雷达图像的卷积图像、可见光图像的卷积图像以及红外图像的卷积图像；包括第一池化核，尺寸为(1,k_h,k_w)；第二池化核，尺寸为(2,k_h,k_w)；第三池化核，尺寸为(3,k_h,k_w)。第一池化核在雷达图像的卷积图像空间维度上进行滑窗操作，每次滑窗与(k_h,k_w)窗口内的所有的像素值进行池化操作，输出第一池化图像。第二池化核在可见光图像的卷积图像空间维度上进行滑窗操作，每次滑窗与(k_h,k_w)窗口内的所有的像素值进行池化操作，输出第二池化图像。第三池化核在红外图像的卷积图像空间维度上进行滑窗操作，每次滑窗与(k_h,k_w)窗口内的所有的像素值进行池化操作，输出第三池化图像。进一步地，第二卷积层设置三个卷积核分别对应第一池化图像、第二池化图像以及第三池化图像，包括第四卷积核，尺寸为(1,k_h,k_w)；第五卷积核，尺寸为(2,k_h,k_w)；第六卷积核，尺寸为(3,k_h,k_w)；k_h为卷积核的高；k_w为卷积核的宽；k_h/2能被height整除；k_w/2能被weight整除。第四卷积核在第一池化图像的空间维度上进行滑窗操作，每次滑窗与(k_h,k_w)窗口内的所有的像素值进行卷积操作，输出第四卷积图像。第五卷积核在第二池化图像的空间维度上进行滑窗操作，每次滑窗与(k_h,k_w)窗口内的所有的像素值进行卷积操作，输出第五卷积图像。第六卷积核在第三池化图像的空间维度上进行滑窗操作，每次滑窗与(k_h,k_w)窗口内的所有的像素值进行卷积操作，输出第六卷积图像。第四卷积图像、第五卷积图像以及第六卷积图像均输入至第二池化层。进一步地，第二池化层设置三个池化核，分别对应第四卷积图像、第五卷积图像以及第六卷积图像；包括第四池化核，尺寸为(1,k_h,k_w)；第五池化核，尺寸为(2,k_h,k_w)；第六池化核，尺寸为(3,k_h,k_w)。第四池化核在第四卷积图像空间维度上进行滑窗操作，每次滑窗与(k_h,k_w)窗口内的所有的像素值进行池化操作，输出第四池化图像。第五池化核在第五卷积图像空间维度上进行滑窗操作，每次滑窗与(k_h,k_w)窗口内的所有的像素值进行池化操作，输出第五池化图像。第六池化核在第六卷积图像空间维度上进行滑窗操作，每次滑窗与(k_h,k_w)窗口内的所有的像素值进行池化操作，输出第六池化图像。将第四池化图像、第五本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于并行异构传感器的火箭目标识别系统，其特征在于，包括接收通道、第一卷积层、第一池化层、第二卷积层、第二池化层以及第三卷积层；/n所述接收通道通过三个通道分别接收来自雷达传感器、可见光传感器和红外传感器的输入图像，分别为雷达图像、可见光图像以及红外图像；/n所述第一卷积层为三维卷积核，分别对应来自雷达传感器、可见光传感器和红外传感器的输入图像；所述第一卷积层分别对雷达图像、可见光图像以及红外图像进行卷积处理，得到雷达图像的卷积图像、可见光图像的卷积图像以及红外图像的卷积图像均输入至第一池化层；/n所述第一池化层为三维池化核，分别对应雷达图像的卷积图像、可见光图像的卷积图像以及红外图像的卷积图像，所述第一池化层分别对雷达图像的卷积图像、可见光图像的卷积图像以及红外图像的卷积图像进行池化处理，得到第一池化图像、第二池化图像以及第三池化图像，均输入至第二卷积层；/n所述第二卷积层为三维卷积核，分别对应第一池化图像、第二池化图像以及第三池化图像；所述第二卷积层分别对第一池化图像、第二池化图像以及第三池化图像进行卷积处理，得到第四卷积图像、第五卷积图像以及第六卷积图像均输入至第二池化层；/n所述第二池化层为三维池化核，分别对应第四卷积图像、第五卷积图像以及第六卷积图，所述第二池化层分别对第四卷积图像、第五卷积图像以及第六卷积图进行池化处理，得到第四池化图像、第五池化图像以及第六池化图像，将第四池化图像、第五池化图像以及第六池化图像像素对应相加得到的和图像作为第三卷积层的输入图像；/n其中第一卷积层、第一池化层、第二卷积层和第二池化层中，对应处理雷达图像、雷达图像的卷积图像、第一池化图像和第四卷积图像的卷积核和池化核在火箭的上升段和下压段置零；/n第一卷积层、第一池化层、第二卷积层和第二池化层中，对应处理可见光图像、可见光图像的卷积图像、第二池化图像和第五卷积图像的卷积核和池化核在火箭的机动段置零；/n第一卷积层、第一池化层、第二卷积层和第二池化层中，对应处理红外图像、红外图像的卷积图像、第三池化图像和第六卷积图像的卷积核和池化核在火箭的平飞段置零；/n所述第三卷积层为三维卷积核，三维卷积核分别对所述和图像进行卷积处理，得到三个和图像的卷积图像并作为目标识别结果图像输出。/n...

【技术特征摘要】
1.基于并行异构传感器的火箭目标识别系统，其特征在于，包括接收通道、第一卷积层、第一池化层、第二卷积层、第二池化层以及第三卷积层；
所述接收通道通过三个通道分别接收来自雷达传感器、可见光传感器和红外传感器的输入图像，分别为雷达图像、可见光图像以及红外图像；
所述第一卷积层为三维卷积核，分别对应来自雷达传感器、可见光传感器和红外传感器的输入图像；所述第一卷积层分别对雷达图像、可见光图像以及红外图像进行卷积处理，得到雷达图像的卷积图像、可见光图像的卷积图像以及红外图像的卷积图像均输入至第一池化层；
所述第一池化层为三维池化核，分别对应雷达图像的卷积图像、可见光图像的卷积图像以及红外图像的卷积图像，所述第一池化层分别对雷达图像的卷积图像、可见光图像的卷积图像以及红外图像的卷积图像进行池化处理，得到第一池化图像、第二池化图像以及第三池化图像，均输入至第二卷积层；
所述第二卷积层为三维卷积核，分别对应第一池化图像、第二池化图像以及第三池化图像；所述第二卷积层分别对第一池化图像、第二池化图像以及第三池化图像进行卷积处理，得到第四卷积图像、第五卷积图像以及第六卷积图像均输入至第二池化层；
所述第二池化层为三维池化核，分别对应第四卷积图像、第五卷积图像以及第六卷积图，所述第二池化层分别对第四卷积图像、第五卷积图像以及第六卷积图进行池化处理，得到第四池化图像、第五池化图像以及第六池化图像，将第四池化图像、第五池化图像以及第六池化图像像素对应相加得到的和图像作为第三卷积层的输入图像；
其中第一卷积层、第一池化层、第二卷积层和第二池化层中，对应处理雷达图像、雷达图像的卷积图像、第一池化图像和第四卷积图像的卷积核和池化核在火箭的上升段和下压段置零；
第一卷积层、第一池化层、第二卷积层和第二池化层中，对应处理可见光图像、可见光图像的卷积图像、第二池化图像和第五卷积图像的卷积核和池化核在火箭的机动段置零；
第一卷积层、第一池化层、第二卷积层和第二池化层中，对应处理红外图像、红外图像的卷积图像、第三池化图像和第六卷积图像的卷积核和池化核在火箭的平飞段置零；
所述第三卷积层为三维卷积核，三维卷积核分别对所述和图像进行卷积处理，得到三个和图像的卷积图像并作为目标识别结果图像输出。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接收通道接收到的雷达图像、可见光图像以及红外图像，其中雷达图像的尺寸为(1,height,weight)；可见光图像的尺寸为(2,height,weight)；红外图像的尺寸为(3,height,weight)，height为输入图像的高度，weight为输入图像的宽度。


3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一卷积层设置三个卷积核分别对应3个通道的输入图像，包括第一卷积核，尺寸为(1,k_h,k_w)；第二卷积核，尺寸为(2,k_h,k_w)；第三卷积核，尺寸为(3,k_h,k_w)；k_h为卷积核的高；k_w为卷积核的宽；k_h/2能被height整除；k_w/2能被weight整除；
第一卷积核在雷达图像空间维度上进行滑窗操作，每次滑窗与(k_h,k_w)窗口内的所有的像素值进行卷积操作，输出雷达图像的卷积图像；
第二卷积核在可见光图像空间维度上进行滑窗操作，每次滑窗与(k_h,k_w)窗口内的所有的像素值进行卷积操作，输出可见光图像的卷积图像；
第三卷积核在红...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦闽峰，夏元清，段静，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11