基于对比度的双波段被动红外测距

建立了基于双波段对比度观测的被动测距算法.应用瞬时视场概念结合美国海军红外辐射传输模型描述大气透过率造成的衰减,在3.4～5μm,8～12μm波段上得到了目标对比度与探测距离的关系式.分析表明在相邻两个探测距离上可得到4个形如lnx bx c=0的超越方程.通过求解该超越方程组,即可获得相应的目标距离.最后,给出了本文算法的理论误差曲线,分析表明该测距误差小于对比度的测量误差,适用于工作在海域的对比度受限系统对点目标的距离估计.     

基于改进Elman神经网络的红外被动测距算法研究

为了满足现代战争的需求,对于空中目标的距离精确估计显得愈发重要,由于目标的红外辐射在大气传播过程中的衰减,目标在不同波长的辐射会随着传输距离的改变而发生变化,故不同的波长的辐射里包含了目标的距离信息.基于以上原理,本文利用美国空军大气传输软件Modtran生成空中目标在不同波段的大气透过率数据,利用经纬仪获得目标的天顶角,最后建立基于改进Elman神经网络的被动测距模型.仿真结果表明本文算法能够有效提高对于空中目标距离估计的精确性.     

无需消光系数的单波段红外被动测距

提出了一种新的单波段红外传感器的被动测距方法。通过研究相邻采样时刻目标辐射强度的关系,建立了小采样间隔内目标辐射强度之比与目标距离比及大气消光系数的关系式。在此基础上,通过采用切比雪夫拟合,在一个宽的气象条件下消除了大气消光系数的影响,使得能够直接用辐射强度之比估算目标距离比。最后,在可以实现的特别设定的坐标系中实现了目标被动距离估计的仿真研究。仿真试验表明,这种方法能够满足实际应用的要求。     

单站双波段红外被动测距算法研究

空中目标的红外辐射在大气中传输时,大气以及大气中的气溶胶会对红外辐射产生吸收和散射,从而造成红外辐射的衰减.波长不同,大气对其产生的衰减也不同,从而导致红外探测系统接收的目标辐射信号不同.通过对所接收的双波段目标辐射信号进行分析,推导了简单的被动测距算法,并对算法分析得出:此算法模型距离估算的难点在于目标辐射强度J准确值的获得.为此文中改进了测距算法,推导了不再包含目标辐射强度J的距离新算法,从而简化了距离估算.     

基于红外辐射特性的单波段红外图像被动测距

以单波段红外图像被动测距为研究背景,首先分析了凝视型红外探测系统的工作原理,将其工作过程分为入瞳前和入瞳后两个不同的阶段,其中第一阶段与目标距离相关,而第二阶段则决定于红外探测系统本身的传递函数,而后对图像像素灰度与入瞳处辐亮度之间的关系进行了表述;然后针对点目标与面目标的成像特点,分别计算了相应的目标与背景的入瞳处幅亮度差,得出:两者的红外辐射特性存在一致性.基于短时间内目标近似匀速运动的假设,推导了单波段红外图像被动测距方法.最后利用外场实测中长波红外图像对该算法进行了验证,并对测距结果和测距误差进行了详细分析.     

一种基于双波段的红外搜索与跟踪系统的单站测距方法

提出了利用IRST系统的两个探测波段进行目标定位的单站测距算法,建立了系统的测量模型,推导出了相应的定位公式及径向速度公式,并对定位误差进行了系统分析.本方法同已有的单站单波段定位方法相比,其最大的优点是不依赖于目标的运动模型,从而克服了原来算法必须假定目标运动形式的缺陷.最后,通过计算机仿真验证了所提出算法的有效性及性能.     

IRST系统的综合性被动测距算法研究

专门讨论综合性的IRST系统的被动测距公式.在若干相连观测时刻,远处的目标被假定为具有恒定辐射强度的点源.在此基础上,结合美国海军模型进行了三维运动分析,得出了一个综合性的被动测距公式,仿真分析表明其相对定位误差优于7%.相应的定位方案适用于海上匀速直线运动的目标模拟.     

关于基线单站被动测距

文中论述了传统的基线测距、双目视觉测距的原理,讨论了有关误差,从理论上论证了双目视觉测距系统可用于短基线红外被动测距技术。最后,结合实例系统做了说明。     

激光单站被动测距技术研究

提出了依据大气前向自发喇曼散射效应实现激光单站被动测距的方案,讨论了实现方案的技术可能性。     

空中机动目标的红外单站被动定位算法分析

研究了机动目标被动红外单站定位算法,建立了机动目标被动定位物理模型和相关算法。本文算法可使用于对匀加速和变加速运动的机动目标的有效定位。数值仿真验证了这种算法的正确性和有效性,表明距离定位的相对误差小于或等于5%斜距,满足红外单站被动定位的技术要求。     

固定目标的运动单站被动测距

分析了角度和角度变化率被动测距系统的基本原理,研究了空间固定目标的单站被动测距方法,并提出光学成像系统中角度及角度变化率测量方法。利用Monte Carlo模拟验证了被动测距的数学模型,角度及角度变化率的测量误差是影响距离测量精度的主要因素,为了克服误差的影响,研究了基于推广卡耳曼滤波(EKF)距离估算方法。实验结果表明,对于含有零均值高斯噪声的角度和角度变化率的测量数据,利用推广卡耳曼滤波可以提高距离估算的稳定性和精度。     

被动测距的可观测性分析和滤波方法

首先建立运动单站被动测距的数学模型,然后分析被动测距的可观测性,并针对实际应用提出了相应的滤波估计方法.可观测性问题分析了具有不同运动特征的目标在仅有方位角和俯仰角测量时能计算位置坐标的充分条件,将被动测距归结为典型的间接测量问题.由于直接测量的方位角和俯仰角与位置坐标的关系构成非线性测量方程,利用离散状态空间模型的分析方法,将被动测距描述为非线性状态估计问题.推广卡尔曼滤波、粒子滤波是求解被动测距非线性状态估计的常用方法.模拟了实际的被动测距模型,并用推广卡尔曼滤波和粒子滤波方法估计目标的位置坐标序列.模拟实验表明:这两种方法在运动单站被动测距中是有效的.     

EM框架下实现被动测距的状态估计和参数学习

在红外成像跟踪系统中,通常仅能测量目标的角度信息,不能直接测量目标与观测站间的距离。研究了基于红外成像系统的被动测距技术,首先利用状态空间模型的分析方法建立被动测距的状态估计和参数学习的混合估计模型,然后介绍EM的基本原理和参数的最大似然估计。EM算法的E步利用粒子滤波和粒子平滑器来完成,实现被动测距的状态估计;M步利用梯度搜索的方法来求解参数。被动测距是一个带有未知参数的非线性系统的状态估计,文中利用状态估计与参数学习的状态空间模型来描述,并利用EM法来求解,为被动测距的求解提供了一条新的途径。模拟实验表明,基于粒子滤波和梯度搜索的EM方法能同时完成被动测距的状态估计和参数学习。     

A highly miniaturized LTCC dual-band UWB filter using independent transmission zeros and lowpass filters

In this paper, a compact dual-band ultra-wideband (UWB) filter has been newly designed and fabricated for 3.1–4.75 GHz and 6.0–8.5 GHz UWB system applications by embedding all passive lumped elements into low temperature co-fired ceramic (LTCC) substrate. In order to reduce its size/volume and prevent parasitic electromagnetic (EM) coupling between the embedded passive elements, it was newly designed by using a modified 3rd order Chebyshev filter topology and J-inverter transformation technology. Moreover, in order to completely reject the wireless local area network (WLAN) bands of 2.4 GHz and 5.15 GHz, an independent transmission zeros technology was applied. For forming the higher passband, lowpass filters were also applied with two LC resonant circuits by using roll-off characteristics by independent transmission zeros. The measured insertion losses in the lower and upper passbands were better than 2.5 and 2.3 dB, respectively. Return loss and group delay were better than 8 dB and 0.61 ns, respectively in all the passbands. Independent transmission zeros that occurred at 5.17 and 5.42 GHz provided suppression of 22 dB at the WLAN band. The size/volume of the fabricated LTCC dual-band UWB filter was 3.65×2.35×0.65 (H) mm³.     

基于氧气光谱吸收的被动测距中无云天空背景辐射特性研究

氧气吸收率是利用氧气A 吸收带进行被动测距技术计算的核心,将包含氧气A 吸收带在内的无云天空背景辐射和黑体辐射作为研究对象,利用CART 软件模拟计算了不同观测天顶角、不同时段、不同太阳天顶角的无云天空背景氧气吸收率分布,并与不同观测天顶角、不同距离下的黑体辐射氧气吸收率进行了比较分析,结果表明:当探测距离大于3 km 时,黑体辐射的氧气吸收率大于无云天空背景辐射氧气吸收率,所以根据不同观测条件设置被动测距的氧气吸收率阈值,可提高对目标的探测概率,降低背景辐射对被动测距的影响。     

利用参考波形估计导航信号测距偏差

针对卫星导航信号存在的微小信号畸变,研究了因导航信号畸变而引起的测距偏差的估计问题。基于理想矩形脉冲波形和真实信号波形的上升沿零交叉点信息,给出参考波形定义,并以此为基础估计测距偏差。该方法可用于定量评估卫星导航信号波形畸变对测距偏差的影响及比较卫星之间的测距差异。以二阶模型为基础产生畸变波形,验证了该方法的有效性,并分析了估计精度与信噪比关系。通过大口径天线采集“北斗”卫星B1频点信号,利用该方法获得了B1频点I/Q支路信号的测距偏差,表明该方法可用于在轨卫星信号的测距性能评估。     

基于混合模型的运动目标检测算法

自然界中复杂的环境对视频临控系统有一定的下扰,对运动物体的检测也将产生显著的影响,通过分析光照变化、背景干扰等现象对运动目标的检测的影响,本文提出了一种能适应环境变化的混合模型运动目标检测算法,该算法结合帧间差分法和混合高斯模型算法的优点,将帧差法作为进行高斯背景减法的指导,既能得到较高的灵敏度又能进一步提高检测效果,...