基于实时图像分割和轨迹预测的空中加油甩鞭特情识别

来源：计算机工程与应用杂志2025年第19期北京时间：

作者：曾博涵, 郄镕凯, 王璇, 张兆祥, 许悦雷, 康梦特

单位：1.西北工业大学 无人系统技术研究院，西安 710072；2.西北工业大学 无人飞行器技术全国重点实验室，西安 710072；3.西北工业大学 无人机技术集成攻关大平台，西安 710072；4.中国人民解放军95885部队

摘要：空中加油对接阶段突发的软管甩鞭特情是威胁飞行安全的主要因素，现有关于甩鞭特情的研究多从物理建模角度进行，而在视觉领域存在研究空白。分析甩鞭现象的时空域特征后，提出了一种基于视觉的特情识别算法，包括软管分割、轨迹预测、多判据判别三个步骤，并搭建了一套预警系统，提高了空中加油任务的安全性。为了兼顾分割的速度和准确度，提出了一种实时分割网络，通过引入自适应区域的自注意力机制，能够快速准确地分割出软管区域，mIoU取得了82.6%的结果，优于现有的实时分割算法；设计了一种相对距离的损失函数，用于训练长短时记忆网络预测软管轨迹；在不同环境下验证了软管分割和轨迹预测算法的有效性，在仿真环境中进行了基于单目视觉引导的甩鞭特情识别实验，使用多重判据实现了对软管甩鞭特情的判别告警，在晴朗的天气环境下达到了81.6%的识别成功率。

关键词：空中加油,实时图像分割,甩鞭特情（HWP）,轨迹预测