红外成像导引头抗干扰性能评估仿真研究

针对日益复杂的战场对抗环境,导引头抗干扰能力已成为非常重要的指标,红外成像制导武器因具有高命中率、高效费比及强抗干扰能力而广泛应用。随着红外成像导引头识别跟踪算法的蓬勃发展,红外成像导引头的抗干扰能力已经不能简单以武器打击精度为单一的评估手段,文中提出了一种基于目标识别、图像特征、跟踪精度的红外成像导引头抗干扰能力评估体系,通过构建仿真对抗场景,对红外成像导引头抗干扰性能进行仿真,仿真结果验证了该方法的合理性和有效性。     

基于自抗扰技术的红外成像导引头控制器设计

研究导弹的红外精确制导问题.红外成像导引头具有抗干扰能力强、制导精度高、全天时工作以及可进行自动目标识别等特点.由于弹体的姿态扰动会造成红外成像导引头成像模糊,为隔离弹体姿态扰动对成像的影响,加强稳定性控制,提出采用自抗扰控制技术设计红外成像导引头稳定回路控制器.首先,在完成红外成像导引头稳定回路数学建模的基础上,采用扩张状态观测器对受扰后对象的状态和干扰进行估计.然后,采用非线性状态反馈,并对估计的干扰进行补偿,从而实现对指令的精确跟踪,并通过红外成像导引头稳定回路的仿真证明了所设计的自抗扰控制器具有很强的隔离姿态扰动的能力,表明设计方法有效性.     

基于红外成像导引头的切换制导律设计

根据对红外成像导弹多模制导技术研究的现有成果,设计了适合红外成像导引头的制导律.分析了红外成像导引头不同阶段的成像特点,根据这些特点选择相应的制导律.这些制导律很好地弥补了红外成像导引头的成像缺点,并结合弹道交接算法完成制导功能.数字仿真验证了切换制导控制导弹攻击大机动目标较比例导引有更小的脱靶量和更平滑的弹道.结果表...     

红外成像制导导弹飞行仿真研究

为了实现红外成像制导导弹更加逼真和更加有效的仿真从而验证优化红外成像制导导弹的制导效果,研究了红外成像制导导弹飞行仿真技术;讨论了导弹飞行仿真的基本要求和红外成像制导仿真系统设计的基本原理和设计方案,提出了导弹飞行效果的一些评价指标,并利用虚拟现实仿真技术实现了一个导弹飞行可视化仿真系统;分析了仿真实验结果,实验结果表明仿真系统基本满足红外成像制导导弹飞行仿真要求,在红外成像制导导弹的科学研究中有一定价值.     

基于TMS320C6202和FPGA的红外导引头图像处理系统设计

介绍了基于TMS320C6202和FPGA的红外成像导引头图像处理系统的设计原理和设计要求,以及硬件调试过程。实验表明,本系统能完成从背景和干扰的实时图像中区分目标和干扰、检测目标和跟踪目标,并将跟踪误差信号送至导引头跟踪回路和导弹制导回路,且始终是跟踪目标不受干扰,实现从远到近制导的全过程,直至击中目标的功能。     

基于DSP的弹载导引头软件设计与实现

为满足弹载计算机对导引头软件的实时性要求和实现红外导引头的自主寻的跟踪功能,基于主从DSP的硬件架构完成了红外导引头软件的设计与实现;其中,ADSP2187N为从DSP,负责接收外部输入并形成目标识别所需的各类信号;TMS320C6414为主DSP,负责接收ADSP2187N发送的信号,并完成目标检测、识别、跟踪等功能;串行加载软件完成导引头软件的自动加载运行及后续升级;半实物仿真试验中,导弹稳定跟踪并命中目标,试验结果表明导引头软件各模块工作正常,满足了系统的功能和性能要求。     

红外末制导导弹中制导数据链周期指标研究

研究中远程红外末制导导弹大离轴角发射中制导数据链周期指标优化问题。红外导引头由于视场角窄,截获距离随目标方位变化,中制导是保证导引头截获目标的基础。制导采用带离轴角补偿的真比例导引,数据链更新周期内目标运动位置采用外推法进行估计,对中制导数据链周期0.5s到3s研究了导引头最大截获距离和最小截获距离范围内导引头的截获性能,得到了中制导数据链周期指标的选择基准,并进行仿真。仿真结果表明,对发射后截获导弹制导系统优化设计具有参考价值。     

基于ARM9的某导引头地面测控系统的研制

某雷达寻的导引头用于某导弹的末段制导,其技术指标的优劣直接影响到导弹的命中精度,在导引头的研制、生产过程中,迫切需要研制相应的地面测控系统,以便对导引头进行全面而灵活的测试;在详细需求分析的基础上,设计了一种基于ARM9控制器AT91RM9200的导引头地面测控系统;该系统采用了嵌入式Linux技术、数据采集技术、同步串行通信技术以及直流电机驱动技术等,不仅可以完成导引头的静态测试,而且可以完成导引头动态性能的测试,它具有控制灵活、可靠性高、易于维护等特点;经试验验证,该系统各项功能指标能够满足导引头全面测试的需求。     

导弹制导系统精度分析方法研究

在优化导弹的制导精度的研究中,针对导引头测量误差和导引头模型对导弹制导系统精度的影响,为了提高制导精度,解决非线性和随机效应引起的误差,采用蒙特卡罗法、协方差分析描述函数法和统计线性化伴随法对导弹的制导精度进行了研究.根据三种方法进行建立具有导引头测量误差和目标随机机动的非线性的导弹制导模型.在不同导引头模型下分析了导弹制导系统的精度.仿真结果表明,传统模型方法导引精度差,成为影响制导系统精度的主要因素.而采用一阶导引头模型效果好,不影响制导精度,还可以降低计算量和简化建模.     

基于捷联导引头的制导信息解耦及滤波方法

近年来,随着现代化战争对导弹低成本、小体积要求的不断提高,捷联导引头制导体制逐渐成为了发展趋势。但是,与传统的平台导引头相比,捷联导引头的测量系统固连于弹体上,且在导弹飞行过程中,由于弹体运动的耦合效应,无法获取导弹在惯性空间下的视线角速度信息。本文研究了一种应用于捷联导引头平台的导弹制导信息解耦及滤波方法,解算出能够用于导弹比例导引的有效制导信息,并结合工程实际进行了数字仿真分析和中靶精度统计。仿真结果表明,该方法能够准确隔离弹体姿态对制导信息的影响,并能精确命中目标,为捷联导引头体制工程化应用提供了有效参考。     

红外导弹目标模系统的实现

红外导弹采用探测目标红外热源实现对目标的追踪,追踪过程中利用红外导引头自身的目标识别功能排除环境干扰和人工干扰.为完成导弹的测试,建立了一套红外目标模拟系统,制定了详细的定性和定量校准方案,实现了红外目标和人工诱饵干扰的动态模拟.系统具有精度高、覆盖性广、通用性强和全程自动化测试的特点,为控制舱的性能研究、设计改进和生产交付提供了一个良好的目标模拟平台.     

实验室和外场条件下典型干扰环境的设计

为考核红外点源导引头抗干扰性能,作者设计了一种在实验室条件下进行考核的干扰机和干扰投放装置,同时提出在干扰环境下的外场实施方案。     

红外制导半实物仿真及目标模拟器研究

导弹仿真技术为红外制导导弹提供了一个精确、可控和可重复的试验条件,而半实物仿真作为仿真技术的一种,除了可以提高系统的研制质量以外,还可使无法准确建立模型的实物直接进入仿真回路,并可直接检验制导控制系统各部分功能.利用红外目标模拟器系统,可为导引头性能测试提供一种方便、可行、价廉的实验手段,可提供不同气象条件、不同背景下的不同目标的红外特征,以便较全面地测试导引头的各种性能,并可节省大量的实验经费.针对红外制导导弹的半实物仿真系统进行了概述,并结合具体示例介绍了红外制导导弹半实物仿真系统组成.详细论述了一种带一个目标和两个干扰的点源红外目标模拟器的原理与实现.     

A single performance characteristic for the evaluation of seeker tracking algorithms

This paper presents a single numerical performance characteristic for the evaluation of seeker tracking algorithms. It concentrates on ship IR seeker tracking algorithms. Assessing the threat from guided missiles needs a sound evaluation of their performance. The main goal is to introduce a characteristic which is able to assess the threat for ships depending on various scenario parameters. It is shown that for these applications such a single characteristic is sufficient. In order to achieve this five popular tracking algorithms are used. Synthetic IR image sequences are generated to simulate a large set of attack approaches and assemble sufficient statistics on the behavior of the algorithms. The introduced characteristic can also be used for investigations on algorithms themselves, e.g. for sensitivity analyses and parameter optimization of a single algorithm, and for comparison of different algorithms.     

Infrared target-flare discrimination using a ZISC hardware neural network

The last generation of infrared imaging aircraft seekers and trackers uses pattern recognition algorithms to find and keep a lock on an aircraft in the presence of decoy flares. These algorithms identify targets, based on the features of the various objects in the missile’s field of view. Because modern both aircrafts and missiles fly faster than sound, speed of operation of the target identifier is critical. In this article, we propose a target recognition system that respects this time constraint. It is based on an artificial neural network implemented in hardware, as a set of parallel processors on a commercially available silicon chip called a ZISC, for zero instruction set computer. This chip would be integrated in the infrared missile seeker and tracker. We describe the characteristics of the images that the image processing module of this seeker and tracker extracts from the infrared video frames and show how to construct from these translation and rotation invariant features that can be used as input to the neural network. We determine the individual discriminating power of these features by constructing their histograms, which allows us to eliminate some as not being useful for our purpose. Finally, by testing our system on real data, we show that it has a 90% success rate in aircraft-flare identification, and a processing time that during this time, the aircrafts and missiles will have traveled only a few millimeters. Most of the images on which the neural network makes its mistakes are seen to be hard to recognize even by a human expert.     

IFF系统中直接序列扩频抗干扰技术的研究

文章从IFF系统采取的抗干扰措施角度出发,研究了IFF系统中采用直扩序列扩频抗干扰技术后,干扰机采用阻塞式致盲压制干扰下对IFF抗干扰系统的影响,仿真结果说明了IFF系统采取直扩序列扩频抗干扰措施,不仅有助于提高IFF系统的抗干扰性能,提高通信识别的正确率,而且为IFF系统的今后深入研究与系统设计,以及对抗IFF系统的...     

导弹抗干扰仿真系统设计与实现

由于目前导弹抗干扰性能缺乏有效评估手段和对抗仿真平台,为了研究导弹在中制导阶段受电子干扰的作战性能,解决导弹全程动态仿真和系统扩展等问题,提出建立高层体系结构(High Level Architecture,HLA)的三方对抗仿真系统。采用仿真进程管理软件控制系统仿真进程,建立干扰效果计算模型,计算中制导阶段受到敌方电子干扰的影响,实时仿真导弹飞行弹道,并可以通过三维视景软件实时显示整个对抗过程。建立的系统实现了导弹全程的动态仿真,经实验证明,可以有效地评估导弹在电子干扰下作战性能,具有较好的可扩展性。     

聚类分析的红外与可见光融合质量指标相似性研究

为了研究红外与可见光图像融合质量评价指标相关性,提出了聚类分析的红外与可见光图像融合质量评价指标相似性研究. 本文列举了11个常用的图像融合质量客观评价指标,分别采用斯皮尔曼等级相关系数和灰色关联度建立相关矩阵,通过分析阈值变化率选取最优聚类阈值,对相似程度较高的评价指标给出合理的聚类. 在实验中,以10组红外与可见光图像融合为评价对象,通过聚类分析将11个评价指标分为6类,该聚类结果可以作为选取合理的红外与可见光图像融合质量评价指标集的依据.     

基于多特征降维和迁移学习的红外人体目标识别方法

针对红外成像条件下人体目标受干扰严重时目标的识别准确性和鲁棒性较差的问题,提出了一种基于多特征降维和迁移学习的红外人体目标识别方法。首先,针对传统的红外人体目标特征提取方法提取某单一特征时存在信息涵盖不全面的问题,提取目标不同种类的异构特征,从而充分挖掘出红外人体目标的特点。其次,为了向后续识别分析提供有效且紧凑的特征描述,采用主成分分析方法对融合后的异构特征进行降维。最后,针对带标签的红外人体目标样本数据匮乏、训练样本和测试样本之间的分布及语义偏差导致的泛化性能差等问题,提出了一种有效的基于迁移学习的红外人体目标分类器,可较大程度地提高泛化性能和目标识别准确度。实验结果表明,所提的方法在红外人体目标数据集上的识别准确率达到了94%以上,与使用方向梯度直方图（HOG）特征、亮度自相似（ISS）特征等单一特征进行特征表示的方法以及使用传统的非迁移分类器如支持向量机（SVM）、K-近邻算法（KNN）等进行学习的方法相比均有所提升,且更加稳定,可以在实际的复杂红外场景中提升人体目标识别的性能。