在樹葉茂密的森林中，使用當(dāng)前收集航空圖像和視頻的技術(shù)來檢測和跟蹤移動目標(biāo)(例如人和動物)可能具有挑戰(zhàn)性。研究人員開發(fā)了一種無人機(jī)操作的一維相機(jī)陣列，該陣列使用機(jī)載光學(xué)切片來檢測和跟蹤茂密森林中移動的人。這種新技術(shù)可以成為搜索和救援任務(wù)中使用的技術(shù)的有益補(bǔ)充。

該團(tuán)隊于2022年4月22日在《遙感雜志》上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。

該團(tuán)隊使用機(jī)載光學(xué)切片，這是一種寬合成孔徑成像技術(shù)，使用傳統(tǒng)無人機(jī)在森林上空飛行時對圖像進(jìn)行采樣。在合成孔徑成像中，研究人員可以使用電磁信號遠(yuǎn)程繪制環(huán)境圖。機(jī)載光學(xué)切片技術(shù)提供實時計算性能、高空間分辨率，也適用于其他波長。機(jī)載光學(xué)切片僅限于目標(biāo)是靜態(tài)的應(yīng)用。使用它來檢測移動目標(biāo)會導(dǎo)致圖像中的運(yùn)動模糊。

該研究團(tuán)隊的輕型、無人機(jī)操作的一維相機(jī)陣列支持并行機(jī)載光學(xué)切片采樣，克服了這些挑戰(zhàn)。過去，一維和二維相機(jī)陣列已用于各種視覺效果，但由于其尺寸和重量，它們尚未用于航空成像，尤其是與無人機(jī)一起使用。該團(tuán)隊的一維相機(jī)非常輕巧，重量不到1公斤。

該團(tuán)隊表明，與傳統(tǒng)的原始圖像相比，使用機(jī)載光學(xué)切片積分圖像的顏色異常檢測器顯著受益。顏色異常檢測是一種在搜索和救援應(yīng)用中用于航空圖像分析的技術(shù)，因為它不依賴于環(huán)境溫度，如熱成像.顏色異常檢測可在圖像中找到與其相鄰像素相比具有顯著顏色差異的像素或像素簇。但是，如果有茂密的樹葉或植被，顏色異常檢測就會失敗。該團(tuán)隊證明，他們的技術(shù)可以通過茂密的森林樹葉檢測和跟蹤移動的人。在他們的現(xiàn)場實驗中，與使用傳統(tǒng)原始圖像或視頻幀時的42%相比，顏色異常檢測平均提高了97%。

他們的相機(jī)有效載荷安裝在無人機(jī)上，可在對森林環(huán)境進(jìn)行采樣時捕獲多張航拍圖像。一些圖像被遮擋，視線被樹葉遮擋。其他圖像未被遮擋。該團(tuán)隊整合了被遮擋和未被遮擋的圖像，從而在地面上形成了一個共同的目標(biāo)點。圖像集成提供了顏色異常檢測的好處，使研究人員可以更清晰地看到在地面上移動的任何人，但由于樹葉的緣故，人眼無法看到。RakeshJohnAmalaArokiaNathan說：“雖然在常規(guī)航拍圖像或視頻中通過樹葉檢測和跟蹤移動目標(biāo)很困難，甚至通常是不可能的，但通過圖像集成(這是機(jī)載光學(xué)切片的核心原理)實際上變得可行，”

除了可用于檢測人員外，該技術(shù)還有助于跟蹤其他目標(biāo)，例如車輛或動物。“這可能會影響許多應(yīng)用領(lǐng)域，例如搜索和救援、監(jiān)視、邊境控制和野生動物觀察，”內(nèi)森說。

此時顏色異常檢測僅限于可檢測的目標(biāo)顏色。展望未來的研究，該團(tuán)隊可能會探索顏色、熱和時間(或運(yùn)動)通道的組合以進(jìn)行異常檢測。“此外，必須探索并行順序采樣策略和其他采樣設(shè)備的影響，例如可重新配置的無人機(jī)群而不是具有固定采樣模式的相機(jī)陣列，”內(nèi)森說。