激光主动成像制导导引头设计方法研究

介绍了导弹激光主动成像制导导引头系统的工作原理,分析了当前激光主动成像制导导引头系统在激光器、探测体制和扫描方式的选择上存在的问题,结合导弹制导的特点,并根据目前国外激光雷达技术发展的现状,研究了高空间分辨率及高成像速率的激光主动成像制导导引头系统的设计方法.     

激光主动成像制导雷达的研究方向

文中介绍了国外制导用激光成像雷达近年来的发展情况,总结提出了激光主动成像制导雷达的研究方向。ＣＯ２激光成像雷达系统效率高,大气传输性能好,信息处理技术成熟,易于实现高灵敏度外差探测和三维成像,曾经是主要的研究对象;固体激光雷达系统具有系统质量轻、价格低,探测器不需要制冷的独特优点正成为现在研究热点;二极管激光成像体积小,造价低、寿命长、可靠性高、功耗低,可采用室温探测,有着很大的发展前景。     

激光主动成像图像制导导引头设计

提出了一种采用半导体激光器、基于DSP的距离选通和连续激光切换成像的激光主动成像图像寻的导引头设计方案,分析计算了方案中关键部件半导体激光器、接收CCD、发射光学部分、接收光学的性能指标,最后指出了半导体激光主动成像图像处理单元相比红外图像、微波图像等自身独有的特点.方案中设计的导引头能够在雨、雪、雾等较恶劣的天气及白天、黑夜使用,是一种发射后不管,全天候作战的导引头.     

激光主动成像图像边缘检测算法研究

针对激光主动成像图像特点,分析了双数复值小波变换的优点和Canny算子存在的不足,提出了一种基于双数复值小波变换和Canny算子相结合的边缘检测算法.首先对激光主动成像图像进行双数复值小波变换得到小波系数序列,再对小波系数进行滤波,最后运用Canny三条检测规则逐层检测图像边缘.通过对实际激光主动图像进行边缘检测实验,结合视觉效果和可匹配性指标,可以看出本文的算法具有图像边缘细节保护好、检测结果可匹配性强等优点.     

激光主动成像图像边缘检测算法研究

针对传统Canny边缘检测算法存在的不足,结合激光主动成像末制导的实际特点,提出了一种改进的Canny边缘检测算法。该算法在Canny边缘检测算法的基础上,采用同态滤波和提升小波变换级联的方法代替传统的高斯滤波器;采用3×3邻域的权值梯度计算方法代替原有的2×2邻域差分运算;利用类间方差最大值和梯度幅值直方图来进行高低阈值的自适应取值,使算法可根据图像自身特点选择最合适的阈值。实验证明:该算法提升了传统Canny算子的抗干扰能力和鲁棒性,能够较好地保存边缘信息,准确检测出激光主动成像图像边缘,具有较强的自适应性。     

激光主动成像图像边缘检测算法

针对激光主动成像图像特点,提出一种改进的Canny边缘检测算法。该算法在Canny边缘检测算法的基础上,采用投票中值滤波和提升小波级联的方法代替传统的高斯滤波器;采用3×3邻域的权值自适应梯度计算方法代替原有的2×2邻域差分运算。仿真实验证明:该算法提升了传统Canny算子的抗干扰能力和鲁棒性,能够较好地保存边缘信息,准确检测出图像边缘,并且实时性较好,更具实用性。     

激光主动成像技术研究

介绍了激光主动成像技术的原理、特点和性能指标,通过理论计算和实验,研究了激光主动成像的距离和识别能力,并对其分辨率、激光发散角、焦距视场等参数进行了定量的分析.根据理论研究和实验验证推算的结果,证明了分析的正确性.要提高成像距离,减小发散角比增大激光功率的作用要更明显,在发散角小于4 mrad时可以实现对10 km的2 m目标进行成像识别.     

激光主动探测成像中全景拼接的算法研究

激光主动探测成像是将激光技术、距离选通技术、微弱目标的成像处理等技术结合应用的一项新技术。因其分辨率高、抗干扰能力强、能够生成三维像的优点,广泛应用于各种探测领域。但这种方式获取的图像一般视场角偏小,不利于全局的观察和分析。本文描述了一种通过改进的并行SURF算法检测场景角点特征,能够高速实时地将相邻场景焦点特征相匹配的全景拼接方法。测试了这种方法的运行效率和拼接效果。利用改进后的SURF算法将小视角的图像拼接起来,增大了可视范围,提高了观察和分析的综合能力。并且将这一方法运用到了3D成像激光雷达距离信息的拼接中,测试了效果,验证了其可行性。本文提出的快速配准拼接算法,为高速实时大视场观察奠定了理论和实验基础。     

激光成像制导探测器研究进展

激光成像制导是精确制导的主要发展方向之一。激光成像制导探测器是激光成像系统的关键部件。介绍了国内外激光成像制导探测器的研究进展,包括HgCdTe焦平面、Si雪崩焦平面、InGaAs PIN探测器和雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode,APD)焦平面。InGaAs APD焦平面将会成为激光成像制导探测器的主要发展方向,其关键技术包括外延材料生长、高均匀性探测器制备以及读出电路设计等。     

激光主动成像系统设计

讨论了激光主动成像技术的工作原理和系统设计,给出了探测距离的计算公式,并结合外场试验给出结论。     

激光主动照明成像实验研究

激光照明成像系统为主动光学系统。在低照度情况下,使用激光对远距离目标进行照明,最终利用激光回波在CCD上成像。通过对激光经大气传输后回波功率的研究,对激光照明成像系统作用距离进行推导。利用886 nm固体激光器和CCD相机建立实验系统,验证利用激光照明在主动探测中的可行性。     

纳秒激光主动成像侦察系统研究

通过对激光主动成像侦察的原理进行介绍和对实战要求进行分析,设计了纳秒激光主动成像侦察系统并成功进行了系统功能模拟实验.实验结果表明,该系统可以利用波长为1.06 μm的纳秒激光实现主动成像,能够达到隐蔽侦察战场的目的.该系统的研究对于战场主动侦察和目标跟踪、瞄准都有十分重要的意义.     

激光辅助照明主动红外成像研究

介绍了激光辅助照明主动红外成像系统的基本原理和组成、激光光源的制作和技术参数、光学系统和接收器件的选用.研究了半导体激光光纤耦合器件作为夜视光源其制作中光束整形、均匀化方法和性能指标,并根据CCD相机光谱进行分析来选用合适的接收器件.研制出一台激光辅助照明主动红外成像样机,通过多次外场实验,获得质量较好的夜视图像.该设备造价低廉,像质较好,可以用于民用的安全监控,也可作为轻武器火控或单兵观瞄等用于军事领域的夜视观察.     

非扫描激光主动成像制导技术研究

提出一种非扫描激光主动成像制导技术.该技术采用半导体激光器光源、非扫描成像和直接探测方式,进行了理论分析和模拟仿真,取得了实时跟踪并攻击速度为0.5m/s的模型小车的实验结果.结果表明,该技术具有小体积、低价格、结构紧凑、帧频高和分辨率高的显著特点,能够实时获得目标二维强度像、目标距离和弹目接近速度等重要信息,是真正实现激光全主动制导技术的有效途径.     

主动雷达/红外成像复合制导关键技术

单一体制的反舰导弹制导方式已不能适应现代海战的作战需求,因此发展多模复合制导技术,提高反舰导弹的目标识别能力、抗干扰能力和突防能力就成为反舰导弹导引头技术研发的重点。针对主动雷达/红外成像的复合制导方式,探讨了分口径技术与共口径技术两种不同复合方式的特点,指出同轴共口径是主动雷达和红外成像传感器布局的理想方式和发展方向。采用时空配准、融合检测、数据关联、融合识别与跟踪等复合信息处理技术,可实现复杂环境下对目标的有效地捕获与跟踪。     

低信噪比红外成像制导跟踪算法研究

根据红外图像成像的特点,对低信噪比红外图像进行了分析,提出了基于背景抑制的预处理方法;总结了在不同的作战环境和要求下红外成像制导常用跟踪算法的相关跟踪和对比度跟踪,并对这两种算法的适用范围及跟踪效果作了对比。     

成像制导算法仿真评估系统

成像制导算法仿真评估系统用于评估成像制导算法在各种复杂背景下的跟踪精度和稳定性,分析制导系统的采样频率、视场及模板大小等因素对跟踪效果的影响。该系统简化了弹体的姿态控制和反馈系统。具有结构简单、造价低廉、体积小巧等特点,既适用于外场试验。又可以使用以前积累的试验数据开展内场测试。系统内建相关跟踪算法、形心跟踪算法和这两种算法的复合跟踪算法。用户可以根据需要。加入自己编写的跟踪算法程序模块进行性能测试。简要阐述了该系统的工作原理、硬件系统构成和软件工作流程。     

激光技术对抗红外成像制导的应用研究

红外导弹的威胁日益严重,科研工作者采用先进的激光技术开发出来的红外对抗手段,有效地遏制了新一代红外成像制导导弹的威胁,本文在分析红外成像制导工作原理的基础上,提出了用两种激光对抗红外成像制导的方法,即弱激光能对红外成像系统进行干扰,强激光能对红外成像系统元件造成损伤,计算并在实验中验证了对红外设备有着很好干扰效果的激光能量。     

改进的激光成像制导有源干扰仿真研究

目前,激光成像制导作为一种新型的精确制导方式,在战场上发挥着越来越大的作用。然而,针对激光成像制导的干扰方法效果却并不理想,具体表现为:方式被动、成功率低、干扰效果不明显等。针对激光成像制导系统输入信号的激光有源干扰技术是近几年提出的新型干扰方式。在其研究基础上,对光学仿真,特别是激光光学仿真进行了较为深入的研究,并提出了一种改进的激光有源干扰方式:利用截获的敌方激光探测信号相关信息,复制其激光信号作为干扰信号,对敌方激光成像制导系统进行干扰,掩盖重要军事目标,具有成本低、方式主动等优点,从而提高对激光成像制导输入信号的干扰能力,干扰成功率可达98%以上。