Estimation of Thermal Imaging System Operating Range Based on Background Radiation

Traditional operating range prediction methods assume that the atmospheric radiances in a target path and a background path are equal.But they are different in a real-world environment.To solve this problem,the influence of atmospheric radiance on operating range prediction is analyzed in this paper.Range estimation model in thermal imaging based on background radiation (REBR) is proposed.Infrared image radiometric calibration is used to calculate the background radiation of a system entrance pupil.The result shows that,compared with traditional operating range prediction methods,the REBR method is more suitable for the actual atmospheric transmission process and the physical process of infrared imaging.     

面向三角靶标的人眼对比度阈值特性实验表征

人眼视觉对比度阈值特性是光电成像系统性能建模的重要基础,面向三角靶标的人眼对比度阈值特性是三角方向鉴别阈值性能模型构建的前提．以人眼鉴别三角靶标方位的强制四选一度量思想为基础,搭建了集靶标生成、显示控制和测量分析于一体的综合测试平台; 通过设置不同背景光亮度,统计了7种不同空间频率的三角形靶标方向鉴别概率; 采用韦布尔视觉心理测量函数分析测量数据,获得75％正确判别概率对应的人眼对比度阈值曲线．在正常观察亮度范围内,测量结果分析表明: 当背景亮度相同时,三角形空间频率越大,人眼正确判别所需要的对比度阈值越高; 当空间频率相同时,三角形背景亮度越大,人眼正确判别所需要的对比度阈值越小．     

通过外场试验确定三角形方向鉴别阈值准则

利用外场试验数据确定了三角形方向鉴别阈值准则．基于坦克目标和三角形靶标的外场测量图像-利用必选决策分别统计了不同距离处的坦克目标和三角形靶标的鉴别概率；采用Weibull函数最小二乘方差拟合鉴别概率数据，确定了75％正确判断概率对应的三角形方向鉴别阈值准则．与约翰逊准则及国外提供的三角形方向鉴别阈值准则比较可知，基于所做试验数据估计的三角形方向鉴别阈值准则是合理的。     

红外系统距离方程与作用距离分析

针对传统红外系统距离方程的局限性和不完善性,结合背景辐射强度、目标成像弥散以及成像效果等因素的影响,导出了点源和面源目标红外系统作用距离方程.为了测试所导出距离方程和估计方法的正确性,使用典型目标外场实验数据分别对其进行了测试.测试结果表明:对于点源目标和面源目标,所提出的方法估算误差明显减小;该方法得到的估算结果都较好地吻合了外场实验数据,证实了所导出作用距离方程和估算方法的有效性.     

红外热像仪综合性能的客观评价及实现技术

为了改进红外热像仪综合性能指标的适用性并减小视觉感知引入的检测不一致性,研究了TOD检测方法及其机器视觉实现技术.针对MRTD方法在评价凝视阵列热像仪综合性能时的局限性,分析了TOD检测方法对凝视阵列热像仪动态场景检测、动态非均匀性校正等技术的适用性,通过在成像观测环节用人类视觉传递函数及心理认知模型取代人类视觉观测过程,用模糊函数抽取模拟热像仪信道模糊过程,用几何模板匹配取代视觉认知过程,实现了TOD指标检测过程的客观化.采用TOD检测方法可将热像仪综合性能指标的测量不确定度由±20%改善到8%,采用几何模板匹配过程实现机器判读时可进一步减小约1/2.采用TOD指标及机器视觉实现方法可有效提高凝视阵列热像仪综合性能指标的适用性和一致性.     

一种快速全天自主星图识别算法

三角形算法是目前实际工程上星敏感器广泛应用的星图识别算法,为了克服三角形识别算法中三角形因特征维数较低带来的冗余匹配问题,对该算法进行了改进。提出一种基于Stellarium软件实时生成模拟星图的方法,建立了星图识别算法仿真计算模型。仿真试验结果表明：利用Stellarium软件能够对星敏感器各种运行场景下的星图进行模拟,模拟要素完整、正确,在测试星图识别算法过程中能够满足星敏感器高精度实时仿真测试要求,为设备的调试、性能评估以及地面试验奠定基础。对全面测试星敏感器的软、硬件性能,及对星敏感器进行精确标定具有重要意义。     

飞行目标的光谱辐射强度与梯度组合识别算法

利用人造飞行目标相邻波段光谱辐射强度连续性特点,提出了一种多光谱辐射强度和梯度相组合的目标识别快速算法.该算法首先对多光谱图像进行高通滤波实现背景抑制,而后以残余图像符合高斯统计分布为假设前提,建立了强度阈值与光谱梯度阈值的概率密度函数,最后利用3σ准则确定强度阈值以达到噪声中目标和诱饵的检测,确定光谱梯度阈值对二者进行识别,这种依据数据统计特性进行的双阈值确定方法增强了算法的自适应性能.利用此算法进行了强噪声下的目标识别仿真试验,表明了算法的有效性.     

基于对偶树复小波-Contourlet变换的自适应多传感图像融合算法

为了解决小波变换所导致的方向选择性差的问题,基于对偶树复小波-Contourle变换,提出了自适应多传感图像融合新算法。该算法将全色图像和多光谱图像进行对偶树复小波-Contourle变换分解后,针对不同的频率域特点选择不同的融合规则:对低频系数选用区域能量的加权系数自适应融合规则,对高频系数特性选用区域特征自适应的融合规则。最后通过重构得到融合图像。将其他融合算法和本文所提算法进行了对比,结果表明,基于对偶树复小波-Contourle变换的算法是有效可行的。     

电视跟踪系统作用距离分析

本文叙述了影响电视作用距离的三个因素：目标与天空背景在靶面上的对比度；目标在靶面上的光能量；目标在靶面上像点大小；并提出相应提高作用距离的措施。     

多光谱颜色复制技术研究发展

针对基于色度的颜色再现技术存在同色异谱的问题,综述了基于多光谱的颜色复制技术框架。总结了多光谱颜色复制的7个关键技术,即多光谱颜色复制系统的设计、多光谱图像的获取、多光谱图像的融合、光谱反射率的重建、多光谱图像降维、光谱分色算法与模型开发以及光谱颜色管理技术,并指出了多光谱颜色复制技术的研究思路和前景。     

基于改进D-S证据组合规则的目标识别算法

为了更好地解决高冲突证据的融合问题,提出一种3条证据直接融合的改进D-S算法.该算法首先根据证据支持贴近度函数给出识别框架下各焦元支持度的计算方法;其次根据三维证据直接融合产生的冲突因子的性质及各焦元的支持度,提出一种基于D-S证据组合规则的冲突信息加权分配算法;最后以多传感器多目标识别系统为背景进行仿真实验.理论分析和仿真结果表明,基于三维证据直接融合的改进D-S算法具有较强的抗干扰性能,能有效融合各种冲突信息,提高目标识别概率.     

分布式多传感器系统的最佳检测和性能

提出了多传感器分布式检测系统在Ｎｅｙｍａｎ－Ｐｅａｒｓｏｎ（Ｎ－Ｐ）准则下融合规则和各局部判决规则之间协调关系的理论分析方法,完整给出了两种 最佳系统和全局最佳系统判决规则的理论推导,并籍此理论上对３种系统进行了瑞利信道的仿真及性能比较,结果表明分布式检测中全局最佳系统的检测性能和机特性均优于两种次最佳系统。     

Scattering simulation and reconstruction of a 3D complex target above an underlying surface using SIMO radar with plane array

A SIMO(single input and multiple output) system of a step-frequency(SF) radar is used.It works in downward-looking spotlight mode and moves within a 2D synthetic plane array.A 3D(three-dimensional) matrix of bistatic scattering fields is produced in both the amplitude and phase from a 3D complex-shaped electric-large target above background surface.In numerical simulation,the bidirectional analytic ray tracing(BART) method is applied to calculate bistatic scattering in the SIMO observations from a volumetric target above background rough surface.An improved 3D RMA(range migration algorithm) is then utilized to make the imaging.Its 3D imaging is applied to reconstruct the target profile.As validation and comparison,the scattering fields of some simple targets are computed with comparisons of the BART and FEKO software.The SIMO techniques of imaging and reconstruction for a 3D target,such as a tank-like model over rough surface,are presented.     

合作感知系统中最优合并准则下的用户删除方法

在IEEE802.22标准系统模型下分析了最优合并准则的性能及影响因素. 在此基础上提出了用户删除的方法：通过设置门限去除对最终判决影响较小的用户,从而大幅减少了合作感知的反馈信息,有效节省了反馈信道资源. 理论分析和仿真结果显示,用户删除通过设置合理的门限可有效控制系统的性能损失,同时降低反馈信道资源需求,为进一步的系统优化打下了基础.     

非下采样剪切波的红外偏振图像融合

针对传统红外目标探测技术中的探测率较低,无法分辨红外伪装的军事目标等缺点,提出区域显著性的非下采样Shearlets变换(NSST)方法融合图像,运用NSST能够将图像精细的分解在频率域,在频率域根据图像显著性分布权重确定融合规则,经过NSST反变换得到融合后图像.结合中波与长波红外实拍实验,比较该方法与其他常用融合方法,结果表明,区域显著性的NSST融合图像噪声信息少、对比度、信息熵及互信息值均较高,方法适合偏振图像的融合,有利于目标的识别与探测.     

多站雷达干扰对抗系统子站选择策略

基于参数联合估计的假目标鉴别方法可通过增加雷达站数量来提高假目标鉴别概率,然而,过度增加雷达站数量会造成设备资源的严重浪费.对此,提出基于多站雷达系统假目标鉴别过程中渐进收缩的子站选择策略.对于空间已有的雷达站,在满足预设假目标鉴别性能的前提下,考虑通过快速收缩和全局收缩2种筛选方式,迭代选出系统中空间分布更有优势、鉴别能力更强的发射或接收站,共同组成雷达子站.相比于穷举搜索方法,子站选择策略可大幅降低筛选过程的时间复杂度.仿真结果表明,子站能够保持与原多站雷达系统近似的鉴别效果,同时优化了雷达设备数量,减少了融合中心处理的数据量和所需的通信链路,有效节约了运作成本.     

LD夜视成像探测中基于PSF的超分辨率重建技术研究

夜视目标识别在视频监控中起着非常重要的作用。从早期的红外热成像发展至今,激光夜视成像系统被广泛的应用。它不仅受到大气吸收和散射特性的影响,还与光学系统中的透镜及传感器的衍射极限有关。在既有成本下,通过图像复原和超分辨率重建,可以尽可能的提高夜视成像的成像质量。很多学者的研究结果表明,成像系统的点扩散函数作为先验知识,可以提高图像复原的质量。因此,本文在最大后验概率框架下,实现点扩散函数与凸集投影超分辨率重建相结合,并应用到半导体激光夜视成像探测系统中,客观的图像质量评价标准被用来决定迭代次数。目标识别的实验结果表明,用本文提出的重建方法可以有效提高半导体激光夜视成像的范围和成像质量。     

空调系统运行性能ELECTRE多属性评价

提出了空调系统运行性能ELECTRE评价模型。性能评价准则考虑了运行能耗、热舒适性PMV和PPD、室内空气品质指标CO2浓度和TVOC浓度等5个指标。在TRNSYS(Transient system)空调系统仿真平台上,以7种不同运行工况为例,对空调系统运行性能进行多属性优劣排序。采用3种不同权重方案分别计算各方案的级别优先得分。结果表明,评价模型能够对不同运行工况下的性能进行多属性优劣排序,以选择出最优方案。不同的权重赋值对研究中的性能优劣排序结果影响不大。以后的研究应考虑诸如控制系统执行性能等更多指标的空调系统运行性能综合评价。     

融合梯度特征的红外目标跟踪

Meanshift跟踪算法普遍采用单一的灰度空间进行红外目标跟踪,直方图所含信息量少,容易受目标和背景灰度变化的影响．文中提出一种融合梯度特征的红外图像Meanshift跟踪算法,该算法对边缘和结构特征的梯度值进行量化,建立梯度特征模型;利用Bhatta—charyya系数分别计算梯度特征和灰度特征的特征相似度;设置置信度系数,并利用置信度系数将梯度特征相似度和灰度特征相似度进行融合,得到综合相似度;针对综合相似度推导Meanshift迭代方程,通过迭代运算逐步逼近目标实现跟踪;利用灰度特征相似度和梯度特征相似度信息并结合置信度系数设计模型更新准则以提高跟踪鲁棒性．文中算法能够适应红外目标跟踪中目标与背景的变化,鲁棒性强且跟踪准确度高,仿真实验表明该算法较普通Meanshift算法性能有较大提高,跟踪精度也有所改善．     

对象模型闭环工程辨识方法的试验和数字仿真

本文概述了对象数学模型衰减振荡闭环工程辨识方法的理论基础,并在压力气动仪表控制系统实验装置上作了试验,求得了实验压力对象的简化数学模型.根据所得模型,应用仿真程序,在微型机上进行了数字仿真.仿真结果表明:参数误差较小,可适用于实际系统的在线辨识,为构成一类简单的自适应PID控制系统创造了条件.对一些具有非线性特性的实际对象,采用衰减振荡闭环试验方法,限制被调参数的变化范围,得到的对象模型比较接近正常工况,具有工程应用的价值.