全捷联激光制导弹药双透镜滚转角测量方法

针对应用于末制导弹药中滚转角测量方法出现的各种不足,提出一种全捷联激光制导弹药双透镜滚转角测量方法。利用添加透镜光斑与滚转角无关的特点,将非滚转光斑作为滚转角测量基准,通过激光束经过两透镜在阵列位移敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)光斑坐标间相对位置关系,得到弹体滚转角计算公式。根据测量原理及设计结构,对测量精度进行了分析。将该方法结合弹体六自由度运动模型进行模拟打靶实验,分析测量方法实时精度。实验结果表明:滚转角测量值在各种实验环境下最大误差不超过0.05°,其精度满足激光制导弹药制导与控制需求。     

采用捷联激光探测器的制导火箭比例导引实现方法

围绕制式火箭弹精确制导改造的需求,提出了一种采用捷联激光探测器和比例导引的火箭弹制导控制方案。针对捷联探测器只能测量弹轴相对于目标的偏差角而无法提供比例导引所需的惯性视线角速度信号的难题,研究了基于捷联探测器测量的误差角和弹体姿态角速度信号的弹目视线角速度信号提取算法。在制导控制系统内部,基于自动驾驶仪与制导律相匹配的原则,设计了两回路过载自动驾驶仪。无量纲脱靶量分析与攻击静止目标的弹道仿真结果验证了所提方案的可行性。     

利用序列图像解算目标视线角速率的方法

针对目标跟踪处理系统中的视线角速率提取问题,提出一种利用单成像探测器所得序列图像求导视线角速率的方法。利用序列图像中的运动目标图像坐标解算得到体视线角,通过图像匹配得到弹体姿态角,进而求解得到视线角速率。实验结果表明:结合图像跟踪算法可实时得到体视线角,使用图像匹配可以较好地解算得到弹体姿态角,解算结果误差小于5%;在体视线角和弹体姿态角均包含噪声的前提下,使用卡尔曼滤波可以较好地还原视线角速率。该方法适用于微小型飞行器制导探测,可以省去陀螺仪等惯性元件,实现探测装置的轻量化、小型化,具有实际的应用价值。     

干扰和噪声对激光制导性能及精度的影响

针对某激光导引头检测中输出弹目视线角速度误差较大的情况,分析指出弹目视线角速度噪声是角跟踪回路中探测器噪声、弹体扰动和摩擦等干扰力矩共同作用产生的。根据导引头控制原理建立了其稳定跟踪回路模型,定量分析了这些误差因素对导引头稳定跟踪性能和弹目视线角速度输出指令的影响程度。然后实测分析了激光导引头输出弹目视线角速度噪声特性,建立了其与弹目距离的函数关系,并将其加入某制导武器制导模型中进行仿真。结果表明:加入弹目视线角速度噪声后,弹体滚转姿态角变化较大,舵偏角变化也较大,近距离时由于角速度指令噪声较小对全弹道及脱靶量的影响比较小,这与实际检测结果相符较好。但近距时当角速度指令处于噪声峰值处,弹偏离后来不及修正可能会对导弹的近距攻击区有影响,研究方法及结论对导引头的实际研究测试及弹的战术使用均有一定的参考价值。     

基于外辐射源照射的弹体滚转角测量技术

确定弹体滚转角信息是进行二维弹道修正的重要条件。针对此问题,文中提出了使用锁相环跟踪弹体天线接收外辐射源信号幅度变化,进而测量滚转角的方法,锁相环进入稳态后输出频率为转速、输出相位为弹体滚转角,并进行了半物理实验验证。仿真分析了基于外辐射源照射解算弹体滚转角的误差。结果表明,该方法无需安装磁强计,且滚转角解算误差不随时间积累,满足了滚转弹药平台的精度要求。     

图像弯曲的自适应校正

由于采取线扫的数据读出方式,红外非制冷探测器在旋转平台上获取的图像存在弯曲现象。本文提出了一种基于图像的自适应弯曲校正方法,根据图像弯曲的机理,建立转速和直线参数的非线性估计模型。为降低计算的复杂性,将非线性模型简化为线性估计模型,最后分析了模型的线性化误差及其测量误差。仿真和真实图像数据的实验验证了模型及算法的正确性。     

图像变异对抗光电成像制导武器的仿真研究

通过对光电成像制导武器跟踪制导机理的分析，提出一种干扰欺骗方式——图像变异，即将被保护目标的光电辐射特征不断进行变异，使成像制导导引头所摄得的匹配模板和变异后的目标图像相关性大大降低，紊乱其相关匹配模块的功能，以达到干扰、诱骗的目的。针对此方法进行了计算机仿真，在理论上验证了该方法的可行性，并就相关问题展开了讨论与分析。     

弹体转速对炮弹控制耦合影响与解耦方法

针对由弹丸滚转引起的控制耦合问题,利用多变量频域响应理论研究了弹体滚转对制导炮弹控制耦合的影响并给出了解耦方法.推导了舵机控制系统的传递函数模型,分析控制耦合特性,发现弹丸转速小于临界转速时,可忽略控制耦合影响.当弹丸转速大于临界转速时,分别研究了超前安装解耦、串联补偿解耦和舵偏角反馈解耦.仿真结果表明,3种解耦方法均可达到解耦效果.超前安装解耦结构简单、便于实施,但精度较低且受输入信号频率影响较大,适用于普通制导炮弹;串联补偿解耦方法复杂度低于舵偏角反馈解耦,且不用获取舵偏角反馈信号,适用于高精度制导炮弹.     

红外成像制导中的三维目标识别

首先介绍了随机方位观察模型 ,在此基础上得到图像中的角度大小与目标模型中角度大小的对应关系 ,提出了图像中的角度大小的概率密度函数 ,然后根据最大似然比准则得到三维目标识别的统计决策规则 ,并应用该规则去识别红外成像制导中的几种具体目标 ,取得了比较好的识别效果 ,证明了所提方法在红外成像制导中的三维目标识别的有效性。     

基于理想弹道的全捷联弹药视线角估计方法

针对惯性测量元件不能满足低成本制导弹药作战需求问题,提出一种基于理想弹道的全捷联激光半主动末制导弹药视线角估计方法。该方法根据弹目相对运动模型及导引头量测模型建立非线性滤波系统;针对弹体运动参数在末制导段变化范围较小的特点,通过分析弹体运动参数对系统不确定性的影响,将理想弹道弹体运动参数标准值作为滤波系统参数;利用激光半主动导引头量测信息,结合容积卡尔曼滤波对弹目视线角进行估计。数字仿真实验结果表明:在小扰动条件下,弹目视线倾角与偏角末制导段的均方根误差分别为0.182与1.668,其最大估计误差分别为0.259与2.913,具有较好的估计精度与鲁棒性能。     

小目标与海空背景合成红外图像统计特性分析

针对海空复杂背景下红外小目标识别的需要，对海空背景及其小目标的红外图像特性进行了统计分析。具体分析了在有目标和无目标两种情况下3~5 μm和8~12 μm两个波段图像的均值、方差和协方差等统计特性以及图像的局部对比度、信杂比和阈值随探测距离变化的规律；同时对生成的红外热像进行了直方图分析。结果表明：随着探测距离的减小，导弹的辐射逐渐增大，到达一定探测距离时（大约8 200 m）可以从热像图中区分导弹的蒙皮辐射和羽流辐射。根据有目标和无目标两种情况下图像特性的差异，可以判断图像中是否存在目标，从而为目标识别提供了关于目标和背景的先验知识，研究结果可用于海空背景下红外小目标的检测。     

美国弹道导弹防御系统的红外系统与技术的发展

红外传感器是弹道导弹防御系统可靠监视、探测、识别、瞄准与拦截目标的关键。过去二十几年中,美国的弹道导弹防御系统逐渐从构想成为现实,其中一个重要原因就是由于红外焦平面阵列技术的迅速发展,用于弹道导弹防御的红外传感器取得了突破性的进展。目前用于弹道导弹防御系统的红外传感器和动能拦截器红外导引头已从过去的基于红外探测器线列或较小规模的红外焦平面阵列(64×64)的系统发展到基于较大规模的凝视红外焦平面阵列的系统,红外传感器与拦截器红外导引头的性能有了很大的提高。但由于弹道导弹防御本身的复杂性,目前的导弹防御系统仅是初步的,为此,美国还在继续发展完善其弹道导弹防御系统,包括进一步发展更先进的红外焦平面阵列,改进红外探测跟踪系统与动能拦截弹红外导引头。综述了美国弹道导弹防御系统中红外系统与技术的发展现状与趋势。     

多尺度线状目标的机场跑道识别

特定目标的检测与识别是自动目标识别的关键技术之一。作为典型地面目标,机场跑道的识别．一直是自动目标识别领域人们感兴趣的研究课题。针对机场的跑道成像是线状结构和高灰度值的特征。提出了一种基于多尺度线状目标强化的机场跑道识别算法。实验结果表明,在复杂背景下,此方法在将机场跑道目标强化出来的同时,能够很好地抑制其他非线状特征目标,起到真正的强化作用。因此,在复杂背景下,此方法较基于边缘的机场跑道识别算法具有更好的识别性能。     

基于图像差分、小波变换和回归分析的近场反舰导弹探测

可见光面目标反舰导弹探测用于指挥火炮系统对逼近的反舰导弹进行跟踪射击。采用图像差分和小波变换可以准确提取信噪比接近于1的反舰导弹图像，通过特征一致性评估算法以及基于对运动轨迹一元线性回归效果的检验进一步对该反舰导弹图像进行判断。试验证明，提出的目标提取算法和探测算法可以在近距离用可见光图像探测与背景灰度接近的反舰巡航导弹目标，也适合于其他来袭导弹与飞机的近距离探测，具有较普遍的探测适用性。     

对抗红外成像制导反坦克导弹的一种伪装方法

通过分析坦克的生存概率因素，阐明了单纯依靠运动和加强坦克的装甲防护能力是难以对抗红外成像反坦克导弹的。提出红外伪装网、红外干扰弹被动伪装和主动伪装相结合的方法，并以AGM-65D导弹的战斗参数为例对该方法进行了初步分析、评估。结果表明：该方法能够使坦克目标的生存概率大大提高．对其他目标对抗红外成像制导武器有一定的借鉴作用。     

基于ARG模型特征的目标阵列群识别方法

以往目标识别技术多针对独立目标。但事实上目标有时会以成群的方式出现，目标之间呈现出明显的有规则的阵列分布关系，即目标阵列群。针对该类目标群的识别问题．可以通过提取目标群中子目标之间的空间分布关系的规律与特征，来弥补子目标的其他特征的不确定性。提出一种可有效识别低分辨率环境下(遥感、红外、多光谱等图像中)具有规则阵列分布特征的斑点目标集合的方法。该方法使用ARG模型描述目标阵列群，将目标相互之间的空间分布关系(距离关系)与目标自身的简单属性相结合，通过寻找空间分布关系特征与自身属性的统计规律，即估计特征的联合概率密度分布，利用其分布特点识别目标阵列群。     

基于分形特征的机场跑道识别算法的研究

典型目标的检测识别是精确制导武器的关键技术之一。根据红外图像中机场跑道的分形维特性，文章提出并实现了一种利用目标分形几何特征检测机场跑道区域，并进一步分割、识别潜在目标的新算法。仿真实验结果证实该算法成功地识别出了机场跑道。本文的算法运算量较小、适合于实时处理，适用于人造目标的自动识别。     

基于双目视觉的导弹着靶参数测量研究

为解决靶场中导弹着靶参数无法快速精确测量的难题,提出基于双目视觉的导弹着靶参数测量方法。利用高速数字摄像机和控制部件构成测量系统的＂双目＂,实时记录导弹着靶景象。建立地心直角坐标空间中直线交会测量模型,利用图像目标提取和定位技术,可使计算机在较短时间内处理出导弹的着靶参数。实验证实,该测量方法具有操作简便,测量精度高,处理速度快的特点。     

基于结构特征的遥感图像机场目标识别

提出了一种遥感图像中机场跑道的自动识别方法。在分析机场结构特征的基础上。首先采用形态学方法提取图像的线结构;然后通过非监督聚类方法将直线段动态分组;最后进行直线段修复和跑道配对,实现对机场的识别定位。计算机仿真验证了该方法的有效性。     

长线状特征下机场跑道检测方法

为准确检测遥感图像中机场跑道区域,提出一种基于长线状特征的跑道识别方法。利用跑道在图像中的高对比度和整体的长直线特征,提取出潜在的跑道中心线。沿中心线各线点的法向扩展出有效边缘,并去除其中的小连通区域。对有效边缘进行Hough变换,提取满足机场约束条件的平行直线对。针对跑道建设标准中两端入口标志的高灰度值特点,沿提取所得平行线对的法向进行投影并搜索求出跑道两端。在混凝土跑道和沥青跑道上的检测效果表明,此方法能够有效去除复杂背景且具有较高的检测准确性。