空间目标可见光反射特性的研究

为提高空间对抗能力,提出了空间目标可见光反射特性控制的方法,在空间目标表面设计过程中尽量避免漫反射,采用镜面反射方式,同时目标本体采用多面体结构设计.以地基可见光探测为例,选择高度为250km圆轨道上的圆锥体目标和高度为900km圆轨道上的圆柱体目标为对象,分析了地基可见光遥感器对其探测能力与几何位置的关系.由空间目标可见光反射特性的研究得到结论,在多面体结构空间目标的表面设计中采用镜面表面设计,使可见光遥感器对它的探测能力明显降低,且由探测到的目标光谱特征无法判断目标的真实外形,从而达到控制空间目标可见光反射特性的目的.研究对未来空间目标的外形设计控制具有一定指导意义。     

空间目标红外辐射图像仿真研究

介绍了大气层外空间目标动态红外图像仿真的实现.对空间目标进行了几何建模.在此基础上,着重研究了空间目标的红外辐射特性,建立了空间目标外表面的红外热辐射模型,并将计算结果量化,形成灰度值.最后,利用计算机图形学的方法生成了空间目标红外图像.     

目标对背景红外辐射的散射特性

通过NURBS曲面和OpenGL技术对目标进行建模和消隐处理 ,结合粗糙面双站散射特性 ,研究了目标对背景红外辐射的散射特性 .结果表明 :目标对 3～ 5 μm波段的背景红外辐射的散射亮度谱分布变化起伏较大 ,在 8～ 12 μm波段对天背景辐射的散射谱分布变化相对平坦 ,而且远大于对阳光辐射的散射亮度 .     

一种红外可见光图像融合及其目标识别方法

为结合红外图像和可见光图像对目标检测识别的优点,提出了一种红外可见光图像融合及其目标识别方法.该方法根据数学形态学算法获得局部感兴趣区域,减少图像特征点生成范围,提高效率;通过使用基于多模态图像尺度与部分灰度不变图像特征算法建立合适的特征点定位和描述;最终根据局部不变性匹配原则,实现图像误匹配消除,得到配准关系.实验结果表明,本文方法能实现融合图像多目标的检测识别,其精度好,有一定的应用前景.     

层状片麻岩红外辐射特征研究

为探究不同层理倾角片麻岩的破裂失稳与红外辐射温度场演化特征,捕捉岩石失稳的前兆信息,对5种层理倾角片麻岩开展单轴压缩试验,结果表明:随着层理倾角增加,峰值强度先降后升,60°时片麻岩的层理结构效应最明显;相同倾角下,随着应力增加,温度场由均匀分布向高温条带集中分布转变,相同应力下,倾角越大的试件可越早观测到高温条带集中分布;同一倾角不同应力时,分形维数、熵值、方差曲线均能有效表达红外辐射温度场的阶段性演化过程,随着岩石释放能量增加,分形维数出现降低,温度场起伏越大,熵值越低,方差越大,分异程度越显著;利用方差求导获得温度场分异速率,超出阈值界线定义为预警信号,倾角为30°,90°的试件,时间预警早于应力预警,倾角为0°,45°,60°的试件,应力预警稍早于时间预警。     

高反射红外辐射涂料的制备与性能

选用Al2O3、ZnO和SiO2为耐火骨料,加入4种高反射率材料,分析高反射率材料的含量对反射红外辐射涂料反射率的影响.利用正交试验设计,确定涂料最佳配方.实验结果表明：当加入空心微珠30%、TiO27%、Cr2O311%和ZrO212%时,涂料的热反射率达到92%.     

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．     

基于大气修正的目标红外辐射测量

目标红外辐射测量是目标特性获取和目标识别的重要手段之一。在大气中测量目标辐射特性时,需要考虑目标与红外测量系统之间的大气透过率和程辐射。建立了大气中目标辐射测量模型,分析了辐射测量精度。利用长波红外相机对ISDC黑体进行了红外辐射测量实验,并利用MODTRAN软件计算大气透过率和程辐射,对测量数据进行大气修正。实验结果显示,目标辐射反演精度在9.5%～12.3%左右。     

格尔木地区总辐射、反射辐射的变化特征

格尔木辐射站是青海省唯一的太阳辐射观测一级站,地处柴达木盆地,太阳总辐射及地表反射辐射均较强.1993—2011年19 a的观测结果表明：反射辐射时总量的变化规律与总辐射时总量同步,只是量值比较小,总辐射瞬时最大值为1 596 W/m2,反射辐射瞬时最大值为383 W/m2;总辐射日总量、反射辐射日总量的年变化曲线呈不规则的正弦波曲线变化过程,两者变化趋势完全一致;总辐射日总量、反射辐射日总量的年变化、年际变化与日照时数相同,说明日照时数是太阳总辐射、反射辐射的重要影响因素之一;总辐射日总量、反射辐射日总量均是夏季〉秋季〉春季〉冬季,反射比是冬季〉春季〉秋季〉夏季;反射比分布主要与太阳高度角的变化有关,反射比的大小取决于地面的性质和状态,地面被积雪覆盖时,各时及日反射比值明显大于晴天和土壤潮湿的时期.     

基于空间目标特征信息的空间武器决策支持系统设计

对空间武器决策支持技术进行了比较全面的基础研究,并且以实例来说明如何将决策支持方法应用于空间攻防对抗体系。阐述了空间作战、空间目标特征的概念及其分类;应用决策支持方法对空间攻防对抗系统中的实际应用问题进行了数学建模和仿真分析,并应用Matlab程序语言实现了决策支持系统的人机交互界面。从仿真中看出,文中所采用的决策支持系统可以在不同情况下采取不同的决策,决策也能较好达到目的,应用效果良好。     

空间目标的可见光散射特性建模与仿真研究

提出了一种计算目标散射特性的方法．利用辐射理论建立了太阳辐射和地球及其大气反射光辐射的数学模型．采用Davies双向反射分布函数,计算了卫星目标的漫反射,通过仿真实验分析了空间目标在可见光波段的光谱辐照度与入射角、反射角和波长的关系．确定了卫星辐照度最大时的反射角为39．28°．     

小型面源黑体在红外目标模拟器的应用

本文提出了红外（3~5μm）目标模拟器对光源的需求,同时对腔室黑体和面源黑体的特点进行比较和分析,说明了面源黑体更适合应用在红外目标模拟器中。并将小型面源黑体成功的应用在某型红外目标模拟器中实用表明,面源黑体能够更好的满足红外目标模拟器的需求。     

基于多时相多光谱红外图像浅层地下目标探测

浅层地下目标影响周围区域的热物理特性,引起区域表面温度差异随时间变化的现象,对应在红外图像上则导致灰度值差异随时间变化．针对这一问题,本文研究了包含地下目标的区域温度分布的数学模型,揭示了区域温度变化和地下目标的热物理性质与埋藏状况的关系,进行求解得到区域表面温度分布的预测值．利用实际获取的多时相多光谱红外图像反演区域地表温度分布,利用多光谱图像丰富的光谱信息来反演区域表面的多时相温度分布,和预测值进行比对,使区域表面温度分布的探测值和预测值相一致的待求解参数的估计值即为地下目标的探测结果．     

涡扇发动机涵道比与红外辐射特征的关系实验

研究了涡扇发动机涵道比变化对发动机后体空间红外辐射特征的影响。在实验中保持内涵气流流量、温度和外涵气流温度不变,单独改变外涵气流流量为内涵气流流量的0.4和0.5倍,实现内外涵道之间气流流量比的变化,即涵道比的变化;利用热电偶和傅里叶变换红外光谱辐射计分别测量喷管各部件壁面温度的变化和红外辐射特征。研究结果表明:随着涵道比的增加,冷气流量增加,在0°~90°方向内红外辐射均有减少,并且因为喷管壁面的有效辐射面的影响,在30°~80°方向降幅较大,在70°方向降幅最大。     

地面目标光学特征近/远距映射研究

针对复杂背景环境下的地面特种车辆目标在不同高度距离下的光学目标特征推演变换及探测性能评价问题,基于大气传输理论,应用像元分辨率变换方法和像元幅值变换方法,构建了近/远距离目标特征映射模型;模拟仿真获得了空基和天基不同距离下的地面目标可见光探测图像,提出了基于探测概率的光学隐身性能估算方法.这为实战条件下的地面目标可见光...     

多特征融合的相关滤波红外单目标跟踪算法

针对红外单目标跟踪问题,提出一种多特征的相关滤波目标跟踪算法。该算法融合了图像的卷积特征和差分特征,使用卷积特征和差分特征分别训练相关滤波模型。在跟踪阶段,对两种特征的相关滤波模型得到的响应图动态融合,利用动态融合的响应图来确定目标的最终位置,使用得到的目标位置分别更新相关滤波模型。在林雪平热红外数据集上进行了实验验证,与一些经典的跟踪算法进行了对比,表明该算法拥有更高的跟踪准确率。     

红外偏振辐射模型对铬和铜元素的优化识别

针对优化激光诱导击穿光谱技术识别铬和铜元素的问题,本文提出了一种结合红外偏振检测理论的方法。利用菲涅尔反射定律和基尔霍夫理论分析了红外偏振产生机理,根据能量守恒定律验证了目标红外自发热辐射的偏振特性;利用红外偏振辐射传输模型及菲涅尔反射穆勒矩阵,结合温度的麦克斯韦-玻尔兹曼分布特性,推导出了等离子体红外偏振辐射信号模型,用于识别各激发能量下的重金属元素;利用5种不同能量的脉冲激光验证了模型的精准性。结果表明：在相同的激光能量下,红外偏振辐射光谱可以收集到更多的特征信号峰;在低能量激励下,红外偏振辐射光谱的优势更为突出。红外偏振辐射模型的构建是科学有效的,可用于优化重金属元素的快速检测。     

基于背景抑制与特征融合的红外微小目标检测

为了解决多特征融合微小目标检测算法复杂、受到假设限制等问题,提出了一种背景抑制与特征融合相结合的海天背景红外微小目标单帧检测算法,算法采用高通滤波抑制背景,利用灰度变换强化目标特征,特征融合时不涉及像素行均值问题,克服了海天线水平的假设;采用计算量小的局部灰度最大值、局部对比度均值反差两个特征进行加权信息融合,形成特征图,检测出微小目标.实验结果表明,该算法不论在实时性、实用性还是有效性方面都取得了满意效果.