热红外偏振成像的目标探测技术研究

当目标与背景辐射强度接近时,传统的热红外成像系统无法有效区分背景与目标.基于光的偏振信息的目标探测技术国外已进行大量研究,在国内也越来越受重视,但尚处于初步研究阶段.采用非制冷热红外焦平面阵列,搭建热红外偏振成像系统,对特定场景中的典型目标开展了偏振成像实验,对图像进行了配准并对偏振度图像和强度图进行了融合.结果表明:热红外偏振成像较传统热红外成像对目标的探测有明显优势;采用基于HSI的偏振信息融合算法能综合反应目标特征,有利于提高图像质量,有利于远距离目标的探测与识别.     

小型机载偏振成像系统研制及应用研究

机载偏振成像是未来遥感探测领域的重要研究方向之一。首先基于液晶双折射率效应完成了高精度液晶偏振控制器研制,并对其偏振调制精度进行标定;然后利用液晶偏振控制器搭建了高精度小型机载偏振成像系统,并基于小型固定翼无人机完成了系统的搭载飞行测试和目标识别探测试验。试验结果表明,液晶偏振控制器的Stokes偏振参数调制精度优于98%,利用液晶偏振控制器搭建的小型机载偏振成像系统可有效抑制背景干扰,提高低对比度目标的轮廓提取能力和目标识别能力。研究成果为偏振成像技术在目标侦察、环境监测、农作物普查等方面的应用提供了一种有效的技术途径。     

空间目标的光学偏振特性研究

偏振特性是光与物质相互作用所表现的重要特性之一,与物质的性质密切相关.空间目标偏振特性可能会因为特定空间目标组成材料和空间目标轨道不同而存在差异,因此为空间目标的探测和识别提供了科学依据.本文通过空间目标材料以及典型空间目标模型的多角度偏振成像特性试验测量,分析了空间目标偏振特性及其变化机理.结果表明,空间目标表面材料的偏振特性对于目标的识别具有很重要的作用,太阳能电池板的姿态对卫星的偏振特性影响尤为明显.本文研究可以为空间目标光学偏振探测与识别提供应用基础研究支持.     

对地遥感中的光谱偏振探测方法研究

简要分析了遥感偏振民现行的遥感强度探测在物理含义方面的区别,并 举例说明了偏振遥感信息在表达暗目标（或低照度）和人工建筑目标方面有更丰富的内涵。从物理数学方法上简要归纳了遥感偏振信息的处理解译过程。给出了一种航空光谱偏振CCD相机的主要技术指标设计,并与法国的POLDER偏振仪进行了类比。     

仿生偏振探测技术及导航传感器应用

仿生学研究发现,多种生物能够感知环境偏振光,辅助个体完成觅食、迁徙及环境感知等行为。其中,昆虫借助天空偏振光场实现导航的奇妙能力,具有完全自主、抗主动干扰、误差不随时间累计的优势,引发了研究人员对仿生偏振光导航技术的关注。围绕昆虫的偏振探测机理,分析多种天气环境下的天空偏振光分布模式,开发仿生偏振光导航传感器,研究面向复杂环境的偏振光导航方法,为复杂条件下,远距离、长周期的目标自主导航与组合导航应用,提供了新的研究思路。     

人工目标偏振特征实验研究

简要介绍了多波段偏振成像技术，着重分析了某些主要人工目标的偏振特征。从光波的偏振传输特性着手，讨论了它们偏振态的空间变化和光谱变化，这些变化反映了目标的纹理特征、表面结构以及材料的类型。     

一种激光引信成像探测新方法

提出了激光引信环视扫描成像探测新方法,其原理是探测目标表面反射回波,是主动探测方式。该方法成像独特,利用弹目交会过程中的周向扫描和相对高速运动,使目标各部位依次进入和退出探测视场来完成对目标各部位成像探测。通过目标回波功率和图像边缘弱化的计算,获得目标二维形体图像。以后对图像进行处理,识别出目标易损部位并输出弹目交会信息作为引爆控制信号,对战斗部实施定向起爆控制,以精确打击目标。仿真结果表明,该成像探测方法及所建仿真模型是正确有效的。     

目标探测与识别技术在炮兵作战中的应用

本文着眼于未来战争,结合现代炮兵作战特点,针对现代战场目标特征,重点介绍了目标探测与识别技术在现代炮兵作战中的应用.     

大数值孔径下的偏振成像分析

光刻设备的分辨率越来越高,以满足集成电路特征尺寸不断缩小的要求.根据瑞利判据,可以通过缩小曝光波长和工艺因子、增大数值孔径来提升光学投影光刻的分辨率.随着数值孔径的增加,光的偏振特性对成像的影响越来越大.通过分析偏振光的成像特性,控制照明的偏振方向,可以延伸光刻的分辨率.运用光的干涉原理分析了偏振光影响成像质量的原因,...     

金属板热红外偏振的方向特性研究

热红外偏振探测有利于从背景中识别金属目标.通过分析热红外偏振探测方法,根据现有条件研制了一种热红外成像偏振探测仪.利用该系统,研究了金属板热红外偏振度和观测角之间的关系.实验中采用的金属板分别为铝质和钢质,表面都进行了抛光处理.实验结果表明,金属目标板热红外偏振度和其自身的热辐射亮温值没有直接的关系.在观测角大于20°时,随着观测角度的增大,金属目标板热红外偏振度的数值也增大.但在观测角小于20°时测量,金属目标板热红外偏振度和观测角之间的关系并不遵循上述原则.     

基于CEM的高光谱图像小目标检测算法

针对高光谱图像中小目标检测问题,提出了一种基于约束能量最小化(Constrained Energy Minimization,CEM)的目标检测算法.该算法首先对原始图像进行背景信息抑制从而抑制背景地物、突出低概率的小目标,用迭代误差分析的自动端元提取算法找出目标的端元光谱,然后把目标端元光谱代入CEM滤波器得到该目标的检测结果图.用高光谱数据进行了实验研究,并与CEM滤波器进行了比较.结果表明,其检测性能与直接采用CEM方法的检测性能相当,但是相对于CEM方法,该算法不需要目标的先验光谱信息,更具有实用性.     

SAR图像舰船目标检测研究

利用SAR图像进行舰船目标检测是近年来海洋监测一大研究热点,受到各国的高度重视,目前SAR已成为当今舰船检测、监视和定位的最有效手段之一。本文首先回顾了SAR图像舰船目标检测领域近20年的重要研究成果,而后对目前常用检测算法在原理和检测性能方面进行了分析比较,指出各算法的优势与问题,最后对该技术领域的发展趋势做出展望。     

脉冲激光成像探测系统回波信号仿真

研究激光脉冲回波信号特性并建立其数学模型,是应用回波信号处理技术处理回波,生成目标三维激光仿真图像的基础.首先建立了激光器发射脉冲信号能量在时间和空间上的分布模型,然后依据成像目标的激光图像仿真模板,采用累加激光脚印各采样区发射脉冲信号与对应目标散射面单位冲激响应卷积值的方法,生成了探测器接收回波仿真信号,最后分析了影响回波信号仿真精度的因素.通过对激光脚印采样区个数的合理设置实现了激光脉冲回波波形的精确仿真.     

用于对空探测的激光成像雷达设计

本文提出了线阵扫描式激光成像雷达的组成方案,对激光发射、成像接收、分析处理等各个分系统的设计方法进行了详细探讨.以此为依据并且充分考虑了各种参数之间的相互关系,设计出一个原型系统.该系统采用32维APD线列器件,工作波长1.064μm,扫描机构为一维振镜.     

一种红外图像序列弱小目标的检测方法

针对低信噪比条件下红外弱小目标的相关检测算法存在的局限性,本文提出组合式相关检测算法.基于DBT的相关检测算法运算量小但检测性能较差,而基于TBD的相关检测算法检测性能较高但计算复杂.根据对两者优缺点的分析,采用将两种算法级联的方法,首先使用基于TBD的相关检测算法形成一个过渡帧,再以此为基础使用基于DBT的相关检测算法进行进一步检测.算法性能分析和实验结果均表明,低信噪比条件下该算法具有较高的检测性能并且计算量较低.     

FPGA在空中红外小目标检出技术中的应用

针对空中红外图像中小目标的检测问题,为了提高检出的实时性,本文提出了一种通过FPGA来实现图像预处理的算法.FPGA完成对输入红外图像进行形态学滤波、图像分割、行程编码等预处理操作.实验结果表明该算法具有很高的实时性,是一种有效的红外小目标检测预处理算法.     

天基平台深空运动小目标检测

针对天基平台探测深空运动目标的特点,本文简要介绍了天基空间目标监视系统工作在凝视成像模式下检测深空运动小目标的方法,在此基础上探讨了基于图像配准技术检测运动小目标方法在天基空间目标监视系统中的应用.本文提出一种星点间部最小距离特征的概念,构建局部最小距离特征的算法.该方法根据点群间的相对位置关系,采用递归搜索的方法构建特征.实验结果表明,局部最小距离特征在星图中分布均匀,实现了星图序列的快速配准,为基于图像配准技术实现运动目标检测的方法提供了保障.     

高分辨率数字成像技术及其在遥感中的应用

高分辨率技术对于数字图像特征非常重要。尤其近20年来,数字成像技术大大推动了空间信息领域的发展。随着遥感应用需求的增加,获取高分辨率图像的任务非常紧迫。为了达到这个目标,我们的工作从四方面展开,分别是:空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率和辐射分辨率。根据不同的分辨率提出不同的成像方式,并设计了相应的原型系统。在此基础上,进行了大量的实验来验证各个成像方式的可行性。     

基于形态学梯度的红外目标检测

对于红外跟踪系统中的低空非合作运动目标检测问题,由于距离未知,目标可能表现为小目标或者面目标,另外,红外图像中可能包含大量的地物背景.针对以上问题,本文提出了一种基于形态学梯度的目标检测算法.此方法首先计算红外图像的形态学梯度,进而根据各种地物背景的形态学梯度特征提取天空区域,然后在此区域内进行目标检测,最后进行目标边缘片段的合并.该方法基于形态学梯度对于灰度变化的敏感性,使用形态学梯度来表征红外目标边缘强度,通过检测目标边缘来达到检测目标的目的.实验证明,本文方法能够有效的检测目标,虚警较少,且对小目标和面目标具有一定通用性.     

偏振式电流传感器研究进展与展望

随着材料和技术的不断发展,偏振式光纤电流传感器的性能和精度相比过去有了很大的提升,已经能够初步满足当今的工程实际需求。回顾偏振式光纤电流传感器的发展,关键的技术逐步被突破,如温度补偿、线性双折射的抑制、变旋转率光纤、集成光波导技术以及旋转高双折射光纤的制作。基于这些新技术,一种新的偏振式电流传感器被提出。该传感器采用单模光纤进行引导,具有结构简单、精度高、成本低的优点。