大气层外空间目标红外探测性能分析

由于空间环境的特殊性,对空间红外目标进行探测与大气层内红外目标的探测有明显不同.本文从空间目标的红外辐射原理出发,给出了空间目标红外特性的计算模型,并给出了空间目标在3～5 μm和8～12 μm波段红外辐射强度的计算结果;通过对空间目标红外特性的计算分析.提出了几种探测方案,并分别计算了各方案对空间红外目标的探测距离,...     

云场景下天基红外探测可用度快速评估

天基红外探测场景下,云的存在会对目标探测造成严重干扰,导致无法连续检测跟踪目标,降低系统探测效能。系统在凝视工作模式下,背景在一段时间周期内变化较小,可根据背景特性建模分析不同云场景下探测系统的可用度。将理论分析、图像仿真、解析建模等多种手段相结合,对云场景下天基红外探测可用度进行快速评估。首先通过对目标穿越云层时的信杂比变化进行分析,建立可用度的初步估计模型,确定可用度的影响因素。然后在图像仿真和解析建模中,基于仿真结果拟合了信杂比低于阈值图像帧数跟云参数之间的线性关系,并结合参数物理含义建立可用度解析模型,采用回归分析法确定模型系数。最后基于新的仿真工况对比天基红外探测可用度的仿真值、初步估计值和解析预测值,验证模型的准确性和鲁棒性,该模型可作为系统可用度效能评估的有益参考。     

红外目标探测距离的估算

红外热成像系统探测距离的估算,对于提高红外系统设计水平,降低成本,缩短研制和生产周期都有非常重要的作用.但是探测距离受很多因素,如目标特性,大气传输、热成像系统参数等的影响,这使得红外热成像系统探测距离的估算难度大大增加.传统的红外作用距离估算一般是将大气透过率视为常数的,这会带来很大的误差.本文考虑了大气气溶胶模式下大气透过率随环境的改变,给出了更为具体的红外目标探测距离的表达式.通过编制程序和查找相关数据,计算了热成像系统对点源和扩展源的探测距离.     

红外成像系统对点目标动态探测概率分析

分析了红外成像系统对点目标动态探测概率的主要影响因素,特别提出了光学系统衍射、像差、色差以及跟踪系统跟踪误差、红外探测器件填充系数对动态探测概率的影响,并提出提高探测概率的措施。     

天基红外系统的探测与跟踪能力研究

研究了典型助推器发动机尾焰的红外辐射和传输特性,分析了天基红外系统的探测能力。针对典型的助推飞行模式建立了轨迹跟踪与预估模型,给出了天基红外系统的跟踪与预估能力分析结果。     

海面目标天基红外探测概率研究与分析

天基红外成像侦察有着常规空基、地基、海基军事侦察手段无法比拟的空间优势,业已成为世界上各大军事强国重点发展的一项重要的军事侦察技术。首先,从海面目标的天基红外探测条件出发,推导出极限探测条件下的阈值信噪比和目标等效条带数的数学表达式。然后,以此为基础得出海面目标天基红外探测的探测概率公式。最后,分析了噪声等效温差、探测器瞬时视场、卫星轨道高度、目标与背景的零视距的实际等效温差、目标临界尺度以及大气透射率对天基红外目标探测概率的影响。研究表明对于大温差、大尺度的海面目标,天基红外探测的探测概率相对较高,但在大气透射状况一般时,要通过天基红外观测平台探测小温差、小尺度海面目标较为困难。研究结果对天基红外探测器的研制与设计具有一定的借鉴意义。     

红外导引头大气层内探测能力的仿真分析

讨论了３ ～５μｍ 波段范围内窗口辐射及大气噪声的分布情况,指出３－３ ～３－６μｍ 为红外导引头工作的理想波段。对大气透过率和天空背景辐射进行了初步分析,指出高度为其最主要影响因素。采用信噪比来表征导引头系统的探测能力,进行了导引头相关参数的评估和初始化,仿真表明影响导引头探测能力的主要噪声来自光学系统本身,大气透过率对红外导引头探测能力有着直接的影响。     

红外成像系统点目标探测视距研究

介绍了红外成像系统对点目标的探测跟踪作用距离估算方法,用热成像分析系统研究点目标在像素上的扩散规律,提出用热成系统探测点目标时,扩散因素对作用距离的影响。     

基于Sigma点卡尔曼滤波的天基红外低轨卫星目标跟踪

临近空间高超声速飞行器的飞行速度很高,采用一般的探测手段难以对其进行跟踪,文中采用天基红外低轨卫星对其进行跟踪,建立了适当的目标运动模型和观测模型,分析研究了Sigma点卡尔曼滤波(SPKF)算法,与EKF算法相比,对非线性系统的估计具有较高的精度,且不需要求解复杂的雅克比矩阵。提出了将基于Sigma点卡尔曼滤波的交互式多模型(SPKF-IMM)算法用于天基红外低轨卫星对空间目标跟踪。利用三维空间的机动目标对算法进行了仿真分析,仿真结果表明:该算法具有较好的跟踪性能,进一步验证了SPKF-IMM算法的有效性。     

低信噪比运动红外点目标的检测

为解决高空背景条件下红外低噪比运动点目标的检测问题,本文提出了一种基于膨胀累加的检测方法。运用形态膨胀运算能够使同一目标处于不同帧上的能量仍然能够实现有效的累加,从而达到目标增强的目的。同时本文还采用小波变换预处理的方法,对图像中相关的１／ｆ噪声进行白化。本文对这一方法进行了大量的仿真实验和详细的理论分析。实验证明该算法能够快速稳定地检测出信噪比为２的运动点目标。     

基于高压绝缘套管纹理特征的红外目标检测

在基于传统图像分割法的红外图像目标检测中,当背景颜色和被检测物体颜色相近时,往往难以有效地识别红外图像中的被检测物.所以为了进一步提高绝缘套管在红外图像中的识别精度,文中提出一种基于绝缘套管伞裙纹理特征的目标检测方法.首先为增强图像纹理特性,将双边滤波代替传统高斯-拉普拉斯算子中的高斯卷积滤波,通过双边-拉普拉斯进行图...     

红外点目标探测系统的作用距离理论模型分析

系统性地分析了红外点目标探测系统的作用距离理论模型。通过建立大气分层模型,结合MODTRAN模型计算了中波红外光和长波红外光在典型大气条件下的透过率。两者计算结果的对比数据可为红外探测系统设计中的波段选择提供参考依据。通过对目标红外辐射强度的理论模型进行分析,计算了几种典型目标在不同波段的红外辐射强度,为系统作用距离的指标论证提供了支撑。从红外图像噪声的概率密度分布函数出发,推导出了图像信噪比与系统检测概率及虚警概率的理论公式,为检测门限设置提供了参考依据。红外点目标探测系统的作用距离理论模型分析结果对于提升红外探测系统作用距离指标论证的可信度和系统参数设计的合理性具有非常重要的理论支撑作用。     

红外系统空间点目标探测距离测试

描述了一种成像型红外系统对空间点目标探测距离的内场测试方法,介绍了以灰度描述的点目标图像的信噪比定义、空间点目标及背景的辐射特点、目标检索算法以及照度等效原理,详细描述了测试设备的搭建方法和各项参数的选取原则,并给出了相关参数的计算实例。     

基于动态规划的红外弱小目标检测算法的硬件实现

提出基于动态规划的红外弱小目标检测算法的硬件实现方法,分析基于动态规划的能量累加原理,阐述了目标识别的过程,分析图像处理所需要的硬件资源,建立FPAG＋DSP硬件处理平台,验证了算法的实时性和可靠性。文中提出的方法解决了大多数算法无法满足实时性要求的问题,为红外弱小目标的检测提供了一个新的思路。     

基于红外序列图像的特定目标智能检测

红外成像探测技术是目前以及未来军事作战需要倚仗的重要技术。以卫星红外序列遥感图像为处理对象,采用人工智能相关技术对图像数据进行目标检测。针对序列图像检测到的特定目标进行关联分析,并通过目标灰度提取以及运动变化信息来生成特定目标的轨迹报告。实验结果表明,多目标检测的平均正确率为90%,部分场景可以达到95%,误检率为7%;多目标跟踪的平均正确率为91%,误检率为6%,为及时发现和预警特定目标提供了信息支撑。