依托单位华东师范大学镜像视界浙江普陀时空大数据应用联合研究院研发与成果转化单位镜像视界浙江科技有限公司技术交流JXDJ0806版本号V1.0编制日期2026 年 09 月一、项目背景与需求分析现代地面作战已从传统兵力对抗转向信息化、智能化、体系化对抗战场态势感知能力直接决定战术决策速度、火力打击精度、协同作战效能和部队生存能力。随着城市作战、山地作战、丛林作战、废墟作战等复杂战场比例增加地面部队面临地形遮挡严重、目标隐蔽性强、态势变化快、协同关系复杂等问题传统二维地图、图像侦察和语音通报已难以满足高强度实战需求。当前无人机侦察与地面部队态势共享体系存在以下突出短板地图信息二维化地面部队获得的多为二维图像、标记地图和文字通报缺乏真实三维空间关系对地形起伏、障碍分布、目标高度、隐蔽位置判断困难态势更新滞后无人机侦察信息需要回传、处理、标注、分发链路环节多、时延大难以支持实时战术行动三维地图构建复杂传统三维地图构建依赖激光雷达、多视角图像、高精度导航和地面控制点成本高、载荷重、对抗环境适应性差部队共享能力弱地面部队之间、单兵与班组、班组与指挥之间态势数据格式不统一三维空间基准不一致协同作战存在信息偏差全息应用不足现有终端多为平面显示难以将三维地形、目标位置、威胁方向、行动路线直观叠加到真实战场环境中。针对上述问题本项目提出无人机单视频流实时三维地图构建与地面部队态势全息共享技术以无人机单目视频为主要输入实时构建三维战场地图融合目标态势与威胁信息并通过全息化终端分发至地面部队形成 “侦察 — 建图 — 融合 — 共享 — 行动” 战术闭环。二、总体技术思路本技术以无人机单视频流实时三维重建为基础以统一三维时空基准为纽带以地面部队态势全息共享为输出构建端到端战场态势感知与战术赋能体系。总体技术路线如下无人机单视频采集无人机利用机载单目摄像头采集战场视频流实时三维地图构建基于单目视频序列实时重建战场三维地形、障碍物、建筑、道路和目标空间分布目标态势提取检测地面目标、火力点、机动目标、障碍区域和威胁方向三维态势融合将地图信息、目标信息、威胁信息、行动信息统一到三维时空坐标系中全息共享分发通过战术终端、AR 眼镜、指挥平板等载体将三维态势以全息叠加方式共享给地面部队战术行动反馈地面部队根据全息态势进行路线选择、火力协同、目标打击和态势更新形成闭环。技术核心在于用单视频流构建实时三维战场地图用统一时空基准融合多源态势用全息共享提升地面部队空间理解与战术协同效率。三、体系架构设计本系统采用六层架构第一层无人机单视频采集层输入无人机机载单目摄像头视频流功能视频采集、图像预处理、稳像、运动补偿输出稳定视频序列。第二层实时三维地图构建层功能特征匹配、运动恢复结构、三维点云重建、网格构建、尺度自校准输出战场三维地图、地形拓扑、障碍分布、空间坐标系。第三层目标检测与态势提取层功能目标检测、火力点识别、机动目标跟踪、威胁区域标注输出目标位置、运动状态、威胁方向、重点区域。第四层三维态势融合层功能地图信息融合、目标信息融合、威胁评估、坐标对齐、时间同步输出统一三维战场态势图。第五层全息共享分发层功能三维态势压缩、终端适配、AR 叠加、战术分发、权限管理输出面向地面部队的全息态势画面。第六层战术应用层功能路线规划、目标指示、火力协同、态势更新、行动反馈输出战术决策支持与作战行动引导。四、核心技术方案一无人机单视频流实时三维地图构建技术针对复杂战场环境采用单目视频序列进行实时三维地图重建恢复地形拓扑、道路结构、建筑轮廓、障碍物分布和目标空间关系。通过连续帧间特征匹配、运动估计、三角化、光束法平差和尺度优化生成可量测、可定位、可更新的三维战场地图。主要技术内容包括战场三维点云实时重建三维网格构建与表面优化尺度自校准与坐标一致性优化地形、建筑、道路、障碍结构恢复动态目标与静态场景解耦。二目标态势提取与威胁评估技术在三维地图基础上自动检测和识别地面目标、火力点、机动目标、可疑区域和威胁方向结合目标位置、运动趋势、战术重要性和环境关系生成目标态势和威胁等级。主要技术内容包括地面目标检测与定位火力点识别与标注机动目标跟踪威胁区域评估目标优先级排序。三三维态势融合技术将无人机三维地图、目标态势、威胁信息、部队位置信息和行动信息统一到同一三维时空坐标系中实现空间对齐、时间同步和语义融合形成结构化战场态势图。主要技术内容包括坐标系统一时间同步目标与地图融合威胁信息叠加部队位置与行动路线融合。四地面部队态势全息共享技术将三维战场态势通过战术终端、AR 眼镜、指挥平板等载体进行全息化表达使地面部队能够直观看到地形起伏、障碍分布、目标位置、威胁方向和友邻关系提升空间理解和战术协同能力。主要技术内容包括三维态势全息显示AR 环境叠加目标与威胁标注行动路线引导班组协同态势共享。五、工作流程设计1. 侦察阶段无人机前出采集单目视频地面站或机载端进行视频预处理。2. 三维地图构建阶段实时重建战场三维地图建立统一三维时空坐标系。3. 态势提取阶段检测目标和威胁区域提取目标位置、运动状态和威胁等级。4. 态势融合阶段融合地图、目标、威胁和部队信息生成统一三维战场态势图。5. 全息共享阶段将三维态势分发至地面部队终端单兵、班组、指挥分别获取对应层级态势。6. 战术行动阶段地面部队根据全息态势进行决策执行路线选择、火力协同、目标打击反馈行动结果更新战场态势。六、关键技术指标建议表格指标项建议指标三维地图重建能力支持复杂战场环境实时三维地形与障碍重建目标定位能力支持目标三维位置、运动状态和威胁方向估计态势融合能力支持地图、目标、威胁、部队位置信息统一融合全息共享能力支持战术终端、AR 眼镜、指挥平板三维态势显示环境适配能力支持城市、山地、丛林、废墟等复杂环境工作模式单视频驱动可与无人机平台、指挥系统、单兵终端联动输出内容三维战场地图、目标态势、威胁信息、行动引导七、应用场景1. 城市作战全息态势共享用于城市街区、楼宇、地下空间作战帮助地面部队直观掌握建筑结构、障碍分布、目标位置和威胁方向。2. 山地丛林作战协同用于山地、丛林、沟壑地区作战帮助部队理解地形起伏、隐蔽路径、火力盲区和目标关系。3. 废墟作战态势感知用于建筑坍塌、道路损毁、废墟障碍复杂区域帮助部队识别可通行路径、障碍和残余威胁。4. 班组战术协同用于步兵班组在复杂环境中的路线选择、目标指示、火力协同和友邻关系确认。5. 指挥决策支持用于前方指挥人员实时掌握三维战场态势提高战术判断、目标分配和火力决策效率。6. 训练与模拟演习用于部队战术训练、模拟演习和作战方案推演提升参训人员空间理解和协同作战能力。八、技术创新点感知模式创新以无人机单视频流构建实时三维战场地图降低侦察系统复杂度空间基准创新建立统一三维时空坐标系实现地图、目标、威胁和部队信息融合共享方式创新将三维战场态势以全息方式共享给地面部队提升空间理解效率战术闭环创新打通侦察、建图、融合、共享、行动反馈链路形成战术闭环应用形态创新适配单兵 AR 眼镜、班组指挥平板和前方指挥终端支持分层级态势赋能。九、成果形式建议技术研究报告无人机实时三维地图构建算法模块三维态势融合软件地面部队全息态势共享演示系统试验验证报告知识产权布局与论文成果。十、结论无人机单视频流实时三维地图构建与地面部队态势全息共享技术通过无人机单目视频实时构建三维战场地图融合目标态势与威胁信息并以全息化方式赋能地面部队能够有效提升复杂战场环境下部队空间理解能力、战术协同效率和态势感知水平。该技术具备无源感知、实时建图、三维融合、全息共享等特点适合作为未来城市作战、山地作战、丛林作战、废墟作战和班组协同作战的重要支撑技术。